2023年01月16日
第A11版:成果转化

韩国: 解决锂硫电池耐用性问题

  本报讯 韩国电气研究院(KERI)新一代电子研究中心研究团队开发的“低成本柔性高能密度锂硫电池”,解决了高能量密度及稳定性(寿命性)、柔性(耐用性)等问题,结合锂硫电池所具备的轻量、廉价等优点,将进一步推动锂硫电池商用化进程,有望应用于航天航空领域以及飞行车、无人机等未来移动出行领域。

  相关研究结果被《Small》选为封面文章。

  锂硫电池(Lithium-sulfur Battery)以资源丰富的硫作为正极材料, 可大幅降低电池制造成本,且锂硫电池在理论上比锂离子电池能量密度高5倍,被视为新一代电池的代表。但在充、放电过程中,锂和硫相遇会生成“多硫化锂(Lithium Polysulfides)”,对电解液具有高溶解度,易产生“溶出现象”,反复充、放电时会造成两极活性物质损失。硫持续溶解在电解质中,最终会导致硫的数量减少,因此使用寿命和安全性问题是锂硫电池商用化面临的最大难题之一。

  研究过程中,KERI 研究团队一方面使用活性炭作为电池内部的隔膜涂层材料,过滤了充放电时产生的“多硫化锂”,另一方面在碳材料上掺杂吸附力较高的磷,诱导化学反应,通过物理、化学的双重捕捉,有效防止锂硫电池性能下降。另外,研究团队还强化了锂硫电池的柔性功能,在硫两极使用导电性强、强度大、柔韧性好的碳纳米管(CNT)材料,代替了较重的集电体(电池充放电时形成电子移动的通道),确保了弯曲及耐久性。研究结果显示,KERI 开发的锂硫电池能量密度为400Wh/kg,达到世界领先水平。

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