新加坡研究人員開發(fā)簡化鋰硫電池生產(chǎn)的方法

來自新加坡納米生物實驗室(NBL)的研究人員說，他們已經(jīng)找到了一種開發(fā)鋰硫陰極的方法，該方法比目前的方法更簡單，更省時。這可以為該組件成為鋰離子電池以及用于電子車輛和設備的可行替代方法鋪平道路。

科學家補充說，新的“簡化技術”提供了一種實用的方法，可以擴大新材料的生產(chǎn)規(guī)模，從而提高電池性能。NBL研究人員在一份聲明中說，這是朝著鋰硫電池商業(yè)化邁出的“有希望的一步”，鋰硫電池已經(jīng)被廣泛地替代鋰離子電池。NBL是一家致力于利用納米技術創(chuàng)造新材料的實驗室孵化器，其停放在政府機構科學，技術與研究局(A * STAR)的領導下。

從理論上講，鋰硫電池的能量存儲量是鋰離子電池的10倍，而鋰離子電池在當今已廣泛用于通信設備中，但由于其固有的電化學不穩(wěn)定性，其存儲容量和安全性問題有限。另外，硫具有較高的理論能量密度，并且成本低且含量豐富。

然而，迄今為止，鋰硫在電池的反復充電和放電中一直無法維持其較高的存儲容量。

為了解決這個問題，NBL說，它開發(fā)了一種分兩步的方法來制備陰極，方法是先添加碳主體，然后再添加硫源。研究人員說，這使研究團隊能夠獲得3D互連的多孔納米材料，并且還可以防止電池充電時碳支架塌陷，這在使用當前方法開發(fā)的陰極中很常見。

在最初的充電和放電周期中的坍塌導致結構變化，從而導致陰極高度致密，致密，并具有較低的表面積和較小的孔。新加坡實驗室表示，這產(chǎn)生的電池性能低于NBL的碳支架。

NBL說，使用該技術，其陰極比常規(guī)制備的硫陰極提供了48%的比容量提高，而容量衰減則減少了26%。當添加更多的硫時，它的陰極達到了每平方厘米4mAh的高實用面積容量。

NBL表示，其鋰硫陰極顯示的容量高達1,220mAh / g，這意味著1克這種材料可以存儲1,220mAh的電荷。相比之下，典型的鋰離子陰極的能量容量為140mAh / g。該實驗室的陰極還能在200個充電周期內(nèi)保持其容量，而性能損失最小。

該研究小組的負責人杰基·Y·穎說：“我們的方法具有工業(yè)可擴展性，我們預計它將對實用鋰硫電池的未來設計產(chǎn)生重大影響。”

除了陰極外，NBL科學家還正在通過納米材料工程來設計和優(yōu)化陽極，隔膜和電解質(zhì)。其目的是開發(fā)一個完整的鋰硫電池單元系統(tǒng)，與之相比，該系統(tǒng)具有更高的儲能能力。常規(guī)鋰離子電池。

NBL指出：“這種新的電池系統(tǒng)可以比現(xiàn)有電池使用更長的時間，并且對于電子設備，電動汽車和電網(wǎng)儲能將引起極大的興趣。”

該研究小組的其他成員是JL Cheong和AA AbdelHamid。