随着全球电动汽车销量迅速增长,锂、镍、锰、钴等电池材料的价格飙升,供应链因新冠疫情大流行而成为瓶颈,而且还有从地球上开采这些材料对人类和环境的影响问题。美国德雷塞尔大学(Drexel University)的研究人员最近在《通信化学》杂志上发表研究成果,将硫引入锂离子电池,由此制造出不仅性能优于目前电动汽车使用的电池,而且由现成材料制成的电池。
早在电动汽车激增和电池材料短缺之前,开发商业上可行的硫电池一直是电池行业可持续的、高性能的希望。这是因为硫的天然丰度和化学结构可以储存更多的能量。德雷塞尔工程学院的研发一种罕见的硫,这种硫在碳酸盐电解液中起作用,碳酸盐电解液是用于商用锂离子电池的能量传输液体。这一进展不仅将使硫电池在商业上可行,而且它们的容量将是锂离子电池的三倍,充电次数将超过4000次——相当于使用10年,这也是一项重大的进展。
德雷塞尔大学研究人员报告了一种在阴极中稳定一种罕见形式的硫的方法,使其在锂离子电池中使用的碳酸盐电解质中发挥作用。在电池中加入硫可以扩大电池容量,延长电池寿命,并为钴、镍和锰等现有阴极材料提供一种可持续的替代品。经过一年多的测试,硫阴极保持稳定,其性能在4000次充放电循环中没有下降,相当于正常使用10年。而且,电池的容量是锂离子电池的三倍多。
用硫电池代替锂离子电池的阴极将缓解钴、镍和锰的采购需求,硫在世界各地都能找到,而且在美国大量存在,因为它是石油生产的废物。
原标题:美国研究人员将硫引入锂离子电池,缓解钴、镍和锰的需求