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二硫化鉬用作陽極涂層 提升鋰硫電池能量密度

鉅大LARGE  |  點擊量:1487次  |  2018年05月09日  

  據外媒報道,德州大學達拉斯分校(TheUniversityofTexasatDallas)采2D二硫化鉬(molybdenumdisulfide,MoS2)作為鋰金屬電池陽極的防護層,大幅提升鋰硫電池的性能。


  研究人員采用二硫化鉬,旨在提升鋰電沉積(Lielectrodeposition)的穩定性并抑制鋰晶枝形核(dendritenucleationsites)的形成。


  研究人員用涂有二硫化鉬的鋰及3D碳納米管-硫(3Dcarbonnanotube-sulfur)分別作為該款鋰硫電池的陽極及陰極,其比能量密度(specificenergydensity)為~589?Wh/?kg,在0.5℃下經1200次充放電后,庫侖效率(Coulombicefficiency)為~98%。


  該方式或將實現高能量密度,提升鋰金屬電池的安全性。相較于鋰離子電池,鋰硫電池擁有諸多優勢,造價相對便宜、分量輕、儲能是鋰離子電池的近兩倍,且環保型更佳。


  然而,硫是一款性能較差的導電體(electricalconductor),僅僅充放電數次,該材料就變得不太穩定。而鋰硫電池未能成為主流產品的另一個原因在于:電極分解(Electrodesbreakingdown)。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

  而鉬金屬原廠則常被用于鋼材的硬度提升及硬化,當其與兩個硫原子結合時,生成的材料可被用于調節涂層的厚度。研究人員發現,該材料可提升硫的穩定性及其導電性,從而獲得更大的能量密度,助推鋰硫電池的商業化進程。


  該研究獲得了韓國科技評估和規劃院(KoreaInstituteofEnergyTechnologyEvaluationandPlanning,KETEP)及國家研究基金創新材料探索項目(NationalResearchFoundationofCreativeMaterialsDiscoveryProgram)的資金支持。


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