发布时间：2022-03-30
电动汽车充电站。（参考图片来自Flickr的 Ivan Radic）。
瑞典乌普萨拉大学的研究人员已经确定了降低锂硫电池寿命的主要瓶颈，尽管与锂离子电池相比，锂硫电池的储能更高。
在发表在《化学》杂志上的一篇论文中，科学家们解释说，在电池的放电/充电循环过程中会形成各种材料，并可能导致各种问题。锂的局部短缺通常会导致瓶颈。
研究人员检查了电池的正极。他们注意到，由于多相中的各种反应和高度多孔的碳基体的曲折，放电机制很复杂。为了详细了解这一点，他们同时测量了运行中的锂硫电池的小角度和广角散射以及电池电阻。
“结果表明，沉淀物主要是在数量上增长，而不是在大小上，碳基质的结构没有受到影响，”该研究写道。“小角度和广角散射的比较揭示了在低放电率下发现的无定形放电产物。进一步的分析表明，在放电结束时，扩散阻力与中孔中电解质的成分变化之间存在相关性，这表明锂离子缺乏是中等放电速率下硫利用的限制因素。”
该论文的合著者 Daniel Brandell 认为，了解这些问题可以让科学家开发出新的策略和材料来提高电池性能。
他在一份媒体声明中说：“需要确定真正的瓶颈以采取下一步行动。” “在像锂硫这样复杂的系统中，这是一个巨大的研究挑战。”
为了得出他们的发现，Brandell 和他的同事结合了各种辐射散射技术：X 射线分析在瑞典的乌普萨拉进行，中子结果由法国的 Institut Laue Langevin 提供。
锂硫电池在未来电池的愿望清单中名列前茅，因为它们由比锂离子电池更便宜、更环保的材料制成。它们还具有更高的能量存储能力，并且在更低的温度下也能很好地工作。
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