美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)新型電解質(zhì)材料 或?qū)崿F(xiàn)更高效的鋰硫電池

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美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)新型電解質(zhì)材料 或?qū)崿F(xiàn)更高效的鋰硫電池

蓋世汽車(chē)訊 據(jù)外媒報(bào)道，如今，消費(fèi)電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)都主要使用鋰離子電池，不過(guò)，科學(xué)家們也在尋找新的化學(xué)物質(zhì)，以提升電池的能量密度和性能，使此種電池能夠超越傳統(tǒng)的鋰離子電池。

（圖片來(lái)源：美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室）

其中一種電池為鋰硫電池，與傳統(tǒng)的石墨/金屬氧化物鋰離子電池相比，此種電池能量密度更高、成本更低。不過(guò)，此種電池內(nèi)部發(fā)生的寄生反應(yīng)會(huì)損害其性能，阻礙其高效循環(huán)。

現(xiàn)在，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（U.S。 Department of Energy‘s Argonne National Laboratory）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種電解質(zhì)材料，可以降低此種寄生反應(yīng)的頻率，為研發(fā)更高效的鋰硫電池鋪平道路。

當(dāng)給鋰硫電池充電時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一種無(wú)可避免的副反應(yīng) -鋰多硫化物穿梭。當(dāng)電池放電時(shí)，硫化鋰會(huì)在陰極上轉(zhuǎn)化為硫，但是有些尚未完全氧化的鋰硫化合物會(huì)在陰極中溶解，進(jìn)入到電池中分隔兩個(gè)電極的液體區(qū)域 – 電解液中。

此時(shí)，鋰硫化合物會(huì)在陽(yáng)極上擴(kuò)散并還原，在陰極上氧化。這個(gè)過(guò)程會(huì)一遍又一遍的重復(fù)，浪費(fèi)電池的電量。

引發(fā)多硫化物穿梭的很大一部分原因是多硫化物很容易溶解在一種電解液中，此種電解液由二氧戊環(huán)（DOL）和二甲氧基乙烷（DME）化合物混合而成。研究人員表示：“我們需要同時(shí)解決兩個(gè)問(wèn)題 – 使其同時(shí)具備低溶解度和高導(dǎo)電性?！?/p>

據(jù)研究人員所說(shuō)，在過(guò)去五年左右的研究中，研發(fā)出一種新型電解質(zhì)材料可以解決上述兩個(gè)問(wèn)題。此種材料稱(chēng)為氫氟醚（HFE），具有較低溶解能力的同時(shí)，仍保持良好的導(dǎo)電性。研究人員表示：“鋰達(dá)到陽(yáng)極的第一步是要溶解在電解液中，就像水對(duì)于食鹽來(lái)說(shuō)是一種很好的溶劑，DME對(duì)于鋰來(lái)說(shuō)也是一種很好的溶劑。不過(guò)，有了HFE，就像將鹽溶解于汽油中一樣（很難溶解）?！?/p>

盡管在幾年前，人們已經(jīng)知道HFE擁有此特質(zhì)，研究人員提出了一種方法，以預(yù)測(cè)此類(lèi)分子的溶解行為和導(dǎo)電率。首先，他們根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，將HFE分成了三類(lèi)。在測(cè)量電解液如何表現(xiàn)時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)：溶解能力最低、多硫化物穿梭量最少的化學(xué)物質(zhì)的導(dǎo)電率也較低。

研究人員表示：“這表明，目前還沒(méi)有找到鋰硫電池的靈丹妙藥，我們還需要繼續(xù)尋找能夠改善現(xiàn)有化學(xué)物質(zhì)的方法?！?/p>

（本文來(lái)自于蓋世汽車(chē)網(wǎng)）

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