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锂硫电池有那些新技术

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发表于 2016-5-17 23:47:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
锂硫电池有那些新技术?据媒体获知作为后锂离子电池的有力候补而在积极研发的是LIS电池。此次说明会上介绍了多项为实现LIS电池而正在开发的基础技术。其中之一是日本东北大学原子分子材料科学高等研究机构的教授折茂慎一和讲师宇根本笃领导的研发小组所开发的固体电解质。其电解质采用络合氢化物,在LIS电池上的应用备受期待。
LIS电池是正极材料采用硫、负极材料采用金属锂的电池。硫作为正极材料的理论容量密度约为1670mAh/g,是锂离子电池正极材料常用的三元材料的6倍以上。另外,金属锂作为负极材料的理论容量密度为3861mAh/g,是锂离子电池常用的负极材料碳(372mAh/g)的约10倍。能量密度有望较目前的锂离子电池大幅提高。
不过,LIS电池存在的问题是,如果电解质采用锂离子电池常用的有机电解液,则电池容量会随着充放电循环显著减少。在电池的充放电反应过程中生成的硫与锂的中间体化合物会溶到电解液中,在负极侧发生反应,导致用于充放电的硫的数量大幅减少。
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 楼主| 发表于 2016-5-17 23:48:17 | 显示全部楼层
络合氢化物是指,由金属阳离子M(Li+、Na+、Mg2+等)和络阴离子(M'H)n〔(BH4)-、(NH2)-、(AlH4)-、(AlH6)3-等〕构成的M(M'H)n物质。在150℃的高温下也不容易热分解,构成元素可以使用轻元素,只需在室温下单轴加压即可制造精密的电解质。不过,离子导电度较低,工作温度高。
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 楼主| 发表于 2016-5-17 23:49:11 | 显示全部楼层
中国电池网发现目前的电解液离子导电度为10-2S/cm以上(室温)。而络合氢化物之一的硼氢化锂(LiBH4)在390K(约120℃)温度下的离子导电度为2×10-3S/cm以上,在室温下约为10-7S/cm(图1、2)。该研发小组通过将BH4离子〔(BH4)-〕的一部分换成碘离子,将室温下的离子导电度提高到了10-5~10-4S/cm左右。不过,宇根本称,“要想实现与目前相同水平的能量密度和输出密度,需要提高至10-3S/cm左右”。该研发小组除了LiBH4以外,还在探索其他多种络合氢化物。Li2B12H12(在60℃下为10-4S/cm左右)以及LiNH2和LiBH4的化合物等也是候选。
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