GIST利用草酸鈷催化劑提升鋰硫電池壽命

時間:2021-03-03 08:56來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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（圖片來源：greencarcongress）
 
       據(jù)外媒報道，韓國光州科學(xué)技術(shù)研究所（GIST）的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新催化劑材料，可以顯著延長鋰硫電池的壽命。
 
       與傳統(tǒng)鋰離子電池不同，在鋰硫電池（LSB）的充放電過程中，固體硫化鋰(Li2S6)和液態(tài)多硫化鋰（LiPS）沉積，會導(dǎo)致硫正極活性物質(zhì)損失，并腐蝕鋰負極。為了延長電池壽命，科學(xué)家們一直在尋找催化劑，希望在運行時使這種降解過程實現(xiàn)可逆化。
 
       該研究團隊采用草酸鈷（CoC2O4），作為鋰硫電池的電化學(xué)催化劑，并成功識別其在充放電過程中的電化學(xué)反應(yīng)。研究負責人Jaeyoung Lee教授表示：“在以往研究中，我們發(fā)現(xiàn)在電解過程中，帶負電荷的離子很容易吸附在這種材料的表面。因此，我們假設(shè)CoC2O4與鋰硫電池中的硫也會出現(xiàn)類似行為。”
 
       該團隊對帶雙層結(jié)構(gòu)的鋰硫電池進行循環(huán)性能測試，將碳層直接置于傳統(tǒng)硫正極上。碳中間層可以作為過濾器，捕獲擴散的LiPS，也可作為附加電極，利用所保留的LiPS繼續(xù)進行電化學(xué)反應(yīng)。這樣可以提高硫利用率，改善長期循環(huán)穩(wěn)定性，同時提高比容量。
 
       在目前的研究中，該團隊制造并測試了一種鋰硫電池，在隔板和含有CoC2O4的正極之間置入帶15% CoC2O4的碳中間層。CoC2O4具有吸附硫的能力，支持Li2S6和LiPS還原和解離。此外，這種材料可以將LiPS吸附在表面，阻止LiPS向電解質(zhì)中擴散，以免其到達鋰負極并引起自放電反應(yīng)。通過這些措施，可以提高硫利用率，減少負極降解，從而提高電池的壽命、性能和儲能能力。
 
       此外，研究結(jié)果表明，即使在大約1.5倍于常規(guī)鋰硫電池的水平下，將電池放置約一周，電池也不會因自放電而出現(xiàn)性能下降。
 
(責任編輯：子蕊)
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