当今大多数电子产品的核心是可充电锂离子电池(LIB)。但是它们的储能能力不足以用于大规模储能系统(ESS)。锂硫电池(LSB)在这种情况下可能会很有用,因为它们的理论储能能力更高。由于它们的重量轻且成本较低,它们甚至可以在无人机等其他应用中取代LIB。

新突破!新型催化剂材料有望提供持久的高容量可充电电池

但是赋予他们所有这些权力的相同机制使他们成为广泛的实际现实。与LIB不同,LSB中的反应路径导致固态硫化锂(Li 2 S 6)和液态多硫化锂(LiPS)的积累,从而导致活性物质从硫阴极(带正电的电极)中流失并腐蚀锂阳极(带负电的电极)。为了延长电池寿命,科学家一直在寻找能够在使用过程中有效逆转这种降解的催化剂。


韩国光州技术学院(GIST)的科学家在ChemSusChem发表的一项新研究中报告了他们在这一努力中取得的突破。“在寻找用于LSB的新型电催化剂时,我们回想起先前使用草酸钴(CoC 2 O 4)进行的研究,在该研究中,我们发现在电解过程中带负电的离子很容易吸附在该材料的表面。假设CoC 2 O 4在LSB中也表现出与硫类似的行为,”负责这项研究的GIST的Jaeyoung Lee教授解释说。


为了检验他们的假设,科学家通过在硫阴极上添加一层CoC 2 O 4来构建LSB 。


当然,观察和分析表明,CoC 2 O 4的吸附硫能力使Li 2 S 6和LiPS还原和解离。此外,它通过将LiPS吸附在电解质表面上来抑制LiPS向电解质中的扩散,防止其到达锂阳极并触发自放电反应。这些动作共同提高了硫的利用率并减少了阳极退化,从而提高了电池的寿命,性能和储能能力。


根据这些发现,Lee教授设想了一个由LSB控制的电子未来,而LIB无法实现。他说:“除大型储能装置外,轻型商用车还可以实现无人飞机,电动公共汽车,卡车和机车等高效电力运输。” “我们希望我们的发现可以使LSB为此目的更接近商业化一步。”


也许,锂硫电池为世界供电只是时间问题。

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关于光州科技学院(GIST)


光州科技学院(GIST)是一所研究型大学,位于韩国光州。它成立于1993年,是韩国最负盛名的学校之一。该大学旨在创造一个强大的研究环境,以推动科学技术的进步,并促进国内外研究计划之间的合作。该大学以“未来科学技术的杰出创造者”为座右铭,一直是韩国大学排名最高的大学之一。


关于作者


Lee Jaeyoung Lee博士于2001年在德国MPG和Fu柏林的Fritz-Haber研究所获得物理电化学博士学位,他是2007年诺贝尔奖获得者Gerhard Ertl博士。他现在是地球科学与环境工程学院的教授,韩国光州科技学院(EIST)的电化学和催化Ertl中心副主任。他对各种能源和环境领域的电催化剂的设计,合成和应用感兴趣。


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