锂硫电池的进步为电动汽车带来希望

锂硫电池的进步为电动汽车带来希望

元素硫的商业用途可以追溯到几个世纪前，但它可能是新一代具有高理论能量密度和相对较低成本的电池的关键。

几十年来，锂硫电池的原理已广为人知，但仍有待找到应对电池固有化学挑战的实用解决方案。

现在， 《自然通讯》杂志（来自ChargedEVs）的一项新研究描述了解决其中一个挑战的可能方法。

在锂硫电池中，硫和锂的硫化物使反应元素绝缘，使离子更难通过——这需要添加导电添加剂。

2011 年日产聆风的锂离子电池组，显示组装成模块的电池
2011 年日产聆风的锂离子电池组，显示组装成模块的电池

这反过来又降低了可以与锂反应发电的硫的活性分数。

还有第二个问题：硫会慢慢溶解到电解质中，将离子从一种元素带到另一种元素，污染它并减慢离子通道。

虽然人们早就知道氧化钛金属可以稳定硫，但加拿大安大略省滑铁卢大学和巴斯夫化学公司的一组研究人员发现，二氧化锰纳米片的效果更好。

“很少有研究人员再研究甚至教授硫化学，”联合研究团队的负责人琳达·纳扎尔教授说。

她指出了不得不“回顾很久以前的文献”来解决现代世纪如此重要的问题的讽刺意味。


精通电池化学的可以阅读原文，  A Highly Efficient Polysulfide Mediator for Lithium–Sulphur Batteries。

该论文的摘录部分内容如下：

锂硫电池因其理论能量密度以低得多的成本超过锂离子电池而受到强烈关注，但实际应用仍然受到多硫化物穿梭引起的容量衰减的阻碍。

在这里，我们报告了一种依赖化学过程在阴极中捕获多硫化物的策略，其中主体——二氧化锰纳米片作为原型——与最初形成的多硫化锂反应形成表面结合的中间体。

硫/二氧化锰纳米片复合材料……表现出可逆容量 [that] 是迄今为止报道的最佳之一。我们进一步表明，这种机制扩展到氧化石墨烯，并建议它可以更广泛地使用。

与先进电池化学领域的任何潜在突破一样，值得记住的是，有希望的实验室结果可能无法转化为可以经济地大批量生产的工作电池。