與鋰離子電池相比,鋰硫電池具有更高的儲能潛力,但是這種電池的壽命較短。據(jù)外媒報道,瑞典烏普薩拉大學(xué)(Uppsala University)的研究人員確定了其中的主要性能瓶頸。
鋰硫電池被視為未來電池的首選產(chǎn)品。比起鋰離子電池,其使用的材料成本更低、更環(huán)保,而且具有更高的儲能能力,可以在低得多的溫度下工作。然而,這種電池壽命短且能量損耗大。該研究團隊確定了影響硫電極性能的有關(guān)過程,這些過程反過來又減弱了可以輸送的電流。研究人員表示,在充放電循環(huán)過程中,會形成不同的材料,從而引起各種問題。鋰的局部短缺經(jīng)常會引起性能瓶頸。
該校的材料科學(xué)教授Daniel Brandell認(rèn)為:“了解問題所在,有助于開發(fā)新策略和材料,提升電池性能。確定真正的瓶頸,才能采取下一步措施。在像鋰硫電池這樣復(fù)雜的系統(tǒng)中,這是巨大的科研挑戰(zhàn)。”
該項研究結(jié)合了各種輻射散射技術(shù)。在瑞典烏普薩拉進行X射線分析,中子方面的結(jié)果來自法國格勒諾布爾的大型研究機構(gòu)——勞厄朗之萬研究所(Institut Laue Langevin)。
Adrian Rennie教授表示:“這項研究表明,在材料科學(xué)中通過基礎(chǔ)設(shè)施解決問題,具有重要意義。這些工具都很昂貴,但對于了解像此類電池這樣復(fù)雜的系統(tǒng)很有必要。在運行過程中,同時發(fā)生很多不同的反應(yīng),所形成的材料可能迅速消失。”
該研究是與斯堪尼亞商用汽車有限公司(Scania CV AB)合作的一部分。
研究人員表示,不僅是私人用車,商用重型卡車也需要使用電力。因此,必須發(fā)展以后可能與之高度相關(guān)的一系列電池。
原標(biāo)題:烏普薩拉大學(xué):利用輻射散射技術(shù)確定鋰硫電池性能瓶頸