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新型鋰硫電池：跨越能量與壽命“障礙”
2025年01月23日 17:32:19
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4080
近期，韓國電氣研究所下一代電池研究中心的科學家們?nèi)〉昧岁P鍵性進展，為鋰硫電池的商業(yè)化應用掃清了障礙。
在全球能源存儲技術日新月異的當下，新型電池技術的探索已成為推動綠色能源革命的核心動力。其中，鋰硫電池憑借高能量密度和環(huán)保特性，成為了備受關注的明星。然而，盡管鋰硫電池潛力巨大，但其從實驗室邁向市場的征程卻屢遭阻礙，特別是在能量密度和循環(huán)壽命的提升上。近期，韓國電氣研究所下一代電池研究中心的科學家們?nèi)〉昧岁P鍵性進展，為鋰硫電池的商業(yè)化應用掃清了障礙。
鋰硫電池采用硫作為正極材料，金屬鋰作為負極，其理論能量密度遠超鋰離子電池，極具吸引力。同時，硫元素儲量豐富，成本較低，且環(huán)保，使得鋰硫電池在成本和環(huán)境友好性方面具備優(yōu)勢。在電動汽車、無人機和航空航天等領域，鋰硫電池的高能量密度和輕質(zhì)特性有望顯著提升設備的續(xù)航和性能，因此被視為關鍵技術。
然而，鋰硫電池在充放電過程中產(chǎn)生的多硫化鋰中間物質(zhì)，會在電池內(nèi)部穿梭，引發(fā)不良化學反應，從而影響電池壽命和性能。這一難題一直是鋰硫電池商業(yè)化進程中的絆腳石。為了克服這一挑戰(zhàn)，韓國電氣研究所的研究團隊創(chuàng)新性地結合了單壁碳納米管(SWCNT)與氧官能團。
SWCNT是一種高強度、高導電性的新材料，而氧官能團則增強了SWCNT在電池中的分散性。這種結合有效穩(wěn)定了電極，控制了多硫化鋰的溶解和擴散，減少了硫的損失。
此外，北京大學材料科學與工程學院的研究團隊也在全固態(tài)鋰硫電池方面取得了顯著進展。他們開發(fā)了一種具有高離子電導率的新型玻璃相硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料，并基于此研制出具有優(yōu)異快充性能和超長循環(huán)壽命的全固態(tài)鋰硫電池。這種電池實現(xiàn)了快速固固反應速率和高循環(huán)穩(wěn)定性，為下一代動力電池提供了新的技術方案。
在全球“碳中和”目標的推動下，高效能源存儲技術的研發(fā)至關重要。鋰硫電池作為新興的能源技術，其突破將為多個高能耗、高要求的行業(yè)帶來新機遇，加速技術進步和產(chǎn)業(yè)升級。隨著技術的不斷成熟和成本的降低，鋰硫電池有望在電動汽車、大規(guī)模能源存儲、低空飛行動力以及高端電子設備等領域發(fā)揮重要作用，為推動綠色能源革命和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標貢獻力量。
綜上所述，新型鋰硫電池的突破不僅解決了能量密度和循環(huán)壽命的技術難題，更為其商業(yè)化應用鋪平了道路。未來，隨著技術的不斷成熟和市場的拓展，鋰硫電池有望成為推動綠色能源發(fā)展的重要力量。
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