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德國成功研發超高電池質量比容量含硫電極材料

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2012年06月14日  

近日,德國弗勞恩霍夫材料與射線技術研究所成功研發出一種新型的含硫電極材料,該材料用于鋰硫電池中可獲得高達900毫安時/克的質量比容量。據悉,新成果已于本月12日在德累斯頓舉辦的第九屆國際納米技術研討會上展出。
    無論是基于電動車發展的需要還是太陽能、風能等新能源開發利用的需要,開發一種具有超大容量的充電電池已經成為當今各國的共同追求。但是電池系統的能量密度低一直以來是難以突破的瓶頸。為了顯著改進現有電池系統的性能,科學家們不斷進行電極材料的研發。這其中,硫被視為一種非常有潛力的材料。硫的理論比容量超過1600毫安時/克。
    用硫作為作為電池電極不僅能大大提高電池的能量密度,而且能實現低成本取得。因為硫是一種廉價、無毒、儲量豐富的資源。但是硫作為電極存在導電性不好的缺陷,因此必須被放置在導電的凹模中,并盡可能在納米尺度上接觸,才可以在電化學中使用。
    硫的導電性差問題大大限制了其在儲能電池以及車用動力電池方面的應用。此次,IWS的科學家利用碳納米管巨大的比表面積和良好的導電性等特性,采用特殊的生產工藝造出了基于碳納米管的含硫電極,有效解決了硫作為電極導電性差的問題。而所謂的特殊工藝,則是采用簡單的涂層方法,使垂直排列的碳納米管直接在鋁、鎳、不銹鋼等金屬基板上面成長,然后將硫滲透進這種結構中,形成所謂的硫納米森林,從而得到了穩定而且結構緊湊的電極。
    據悉,研究人員已將研發的硫納米森林電極應用在鋰硫電池中,在測試過程中發現新材料可以得到特別高的電池容量,基于硫的質量計算能達到創紀錄的1300毫安時/克。而根據硫碳復合材料的質量計算也能達到900毫安時/克,遠高于傳統鋰電池。

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