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科學家研發出新型鋰電池正極

鉅大LARGE  |  點擊量:502次  |  2019年03月01日  

碲電極具有更高的能量密度,和傳統電極材料相比具有更好的充放電速度。新加坡科學技術與研究機構的研究人員的研究表明,由碲制造的電極可以提高鋰離子電池的能量存儲和輸出功率。傳統鋰離子電池的正極包含有鐵、鈷和錳的氧化物,且能量密度相對較低。原則上來講,由于在正極中鋰離子會和氧氣發生反應,硫或硒可有效提高電容量。然而,實際上這些材料都不是合適的電極材料,這是由于氧基陰極的效率不高,而硫或硒電極的導電性能不好。


該研究所的ZhaolinLiu和YunZong研究了碲作為電極材料的可能性。他們發現和硫或硒相比,碲是一種更好的導體材料,且能夠提供更大的能量密度。Liu介紹說,碲是一種和鉑一樣稀少的元素,價格不菲。“這種電池不適合用于移動電話或者電動汽車中,但是可以應用于具有特殊要求的產品中,例如植入式心臟起搏器的電源中。”


研究人員將碲加熱到500℃使得其發生熔化,并且進入到多孔碳電極中,然后在四種不同的液體電解質中測試其性能,在二甲基亞砜溶液中獲得的性能最好。他們發現,當鋰離子和碲發生反應時,會形成一種可溶解在二甲基亞砜溶液中的復合物。相反,鋰離子和硫以及硒反應時形成不溶復合物,從而引起電極膨脹,會損壞其結構。緊接著,該團隊開發了一種由碲納米線制成的陰極,其寬度只有7納米,從而形成的電極其能量密度達到了1800毫瓦每小時立方厘米,比傳統電極儲存的能量多50%。“接下來,我們計劃開發在碲電極中摻入低成本的硫,從而獲得一種具有更高電容量的混合材料系統。”Liu說。

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