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莫納什能源研究所發(fā)現(xiàn) 糖可以讓鋰離子電池性能更持久

時(shí)間:2021-09-14 08:30來(lái)源:蓋世汽車作者:劉麗婷

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（圖片來(lái)源：莫納什能源研究所）

據(jù)外媒報(bào)道，莫納什能源研究所（Monash Energy Institute）的研究人員稱通過(guò)添加糖，創(chuàng)造出一種更持久、更輕、更可持續(xù)的鋰離子電池，可對(duì)航空、電動(dòng)汽車和潛艇產(chǎn)生重要影響。

該研究團(tuán)隊(duì)由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）提供支持。通過(guò)在正極上使用了一種基于葡萄糖的添加劑，研究人員成功地穩(wěn)定了鋰硫電池技術(shù)，且該技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是下一代電池的基礎(chǔ)。相關(guān)論文已發(fā)表于期刊《Nature Communications》。

莫納什能源研究所副所長(zhǎng)、機(jī)械和航空航天工程系副教授以及該論文的主要作者M(jìn)ainak Majumder表示：“未來(lái)十年里，這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)使電動(dòng)巴士和卡車等車輛無(wú)需充電即可從墨爾本行駛到悉尼。此外，它還可以在以輕量化為重點(diǎn)的配送和農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新。”

理論上講，鋰硫電池可以儲(chǔ)存比同等重量鋰離子電池多兩到五倍的能量。但問(wèn)題是，在使用過(guò)程中，鋰硫電池的電極會(huì)迅速老化，從而損壞電池。其原因是硫正極會(huì)經(jīng)歷大幅膨脹和收縮，從而使得正極被削弱，因此無(wú)法與鋰接觸，而鋰負(fù)極又會(huì)被硫化合物污染。

去年，莫納什研究團(tuán)隊(duì)展示，他們可以打開(kāi)硫電極的結(jié)構(gòu)，從而適應(yīng)膨脹并使其更容易與鋰接觸。現(xiàn)在，通過(guò)將糖加入電極的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，研究人員將硫穩(wěn)定，防止其移動(dòng)并覆蓋鋰電極。

該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的測(cè)試電池原型已被證明至少可充放電循環(huán)1000次，同時(shí)還比等效的鋰離子電池具有更大的容量。論文第一作者進(jìn)而博士生Yingyi Huang表示：“所以每次充電可持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，從而延長(zhǎng)電池的壽命，而且電池制造不需要依賴他國(guó)，或采用有毒和昂貴的材料。”

Yingyi及其同事是受到1988年地球化學(xué)報(bào)告的啟發(fā)才有這一發(fā)現(xiàn)。該報(bào)告描述了糖基物質(zhì)是如何通過(guò)與硫化物形成強(qiáng)鍵來(lái)抵抗地質(zhì)沉積物中的降解。

論文第二作者、莫納什研究員Mahdokht Shaibani博士表示：“雖然我們的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)解決了電池正極側(cè)的許多挑戰(zhàn)，但仍然需要進(jìn)一步對(duì)鋰金屬負(fù)極進(jìn)行保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。新發(fā)現(xiàn)可能就在拐角處。”

聯(lián)邦政府（Commonwealth Government）通過(guò)澳大利亞研究委員會(huì)（Australian Research Council）和工業(yè)、創(chuàng)新和科學(xué)部（Department of Industry, Innovation and Science）對(duì)莫納什大學(xué)（Monash University）的鋰硫電池研究項(xiàng)目給與支持。此外，該項(xiàng)目還得到了泰國(guó)Enserv集團(tuán)澳大利亞子公司Cleanfuture Energy的支持。

Cleanfuture Energy希望在全球最大鋰生產(chǎn)國(guó)澳大利亞產(chǎn)和制造電池。Cleanfuture Energy董事總經(jīng)理Mark Gustowski表示：“通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，我們希望可以進(jìn)入不斷增長(zhǎng)的電動(dòng)汽車和電子設(shè)備市場(chǎng)，并計(jì)劃在五年內(nèi)使用澳大利亞的鋰制造出澳大利亞第一批鋰硫電池。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鋰離子電池電池性能

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