液体锂硫和锂硒电池采用固体电解质 能量密度高达500Wh/kg

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核心提示:郑州大学、清华大学和斯坦福大学的研究人员,联手开发固体锂硫和锂硒电池系统(简称SELL-S和SELL-Se)。这两种电池采用固体电解质,能量密度有望超过2000wh /kg和2000 wh /l,具备低的能量成本和良好的电化学循环稳定性,有望应用于规模化储能等领域。

(图源:greencarcongress)

盖世汽车讯 据外媒报道,郑州大学、清华大学和斯坦福大学的研究人员,联手开发固体锂硫和锂硒电池系统(简称SELL-S和SELL-Se)。这两种电池采用固体电解质,能量密度有望超过2000wh /kg和2000 wh /l,具备低的能量成本和良好的电化学循环稳定性,有望应用于规模化储能等领域。

哪几种电池采用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)陶瓷管作为电解质,将正负极之间完全隔一蹶不振 ,电池运行在240度的环境。工作温度高于锂的熔点,可有效抑制多硫化物或多硒化物穿梭效应,限制锂枝晶生长,从而提升能量密度,加快充放电能力,并提高库仑效率及能效,进一步保持稳定性。

目前最先进锂离子电池的能量密度小于200wh/kg和7200 Wh/L。硫和硒被视为取代锂离子电池中商业金属氧化物正极的重要侯选材料。将会哪几种材料具有高容量,锂化为Li2S时为1670 mAh/g,锂化为Li2Se时为675 mAh/g。从理论上来看,能提供高能量密度,锂硫电池为22000Wh/kg和22000 Wh/L,锂硒电池为11200 Wh /kg和25200 Wh/L。因此,材料成本相对较低,锂硒电池为41美元/kWh,锂硫电池为15美元/kWh。

自从硫和硒被用作电池电极以来,对锂硫和锂硒电池的研究备受关注。以后的研究主要集中于具有固态锂金属负极、固态硫或硒正极(呈粉末状或采用不同的S/C或Se/C复合材料)和液态有机电解质的电池上。然而,将会使用的是固体锂金属和固体有机电解液,上述电池外部发生一定问题报告 :(1)循环不稳定,库仑效率低,将会在液态有机电解液中,短链Li2Sx或Li2Sex蒸发,会引起穿梭效应;(2)固体有机电解液非常易燃,容易引起安全问题报告 ;(3)锂负极冒出枝晶生长,并与电解液发生副反应。郑州大学金教授等人表示:“在充放电过程中,固体硫和硒的体积变化较大,引起活性硫和硒与集流器分离,原困循环不稳定,并降低硫和硒的利用率。哪几种问题报告 严重阻碍了锂硫和锂硒电池的发展。”

SELL-S和 SELL-Se电池含晒 晒 液态锂金属负极、带炭黑的熔融S或Se正极、LLZTO陶瓷管电解质。锂金属负极发生LLZTO管中,其中插入一根不锈钢棒,作为负极集流器。在LLZTO管外的不锈钢圆柱形容器中,插入含晒 炭黑导电去掉 剂的S(Se)正极(质量比S或Se:C= 9:1),通过LLZTO管与锂负极进行物理和电子分离。并肩,不锈钢圆筒作为正极集流器工作。熔融S和Se所需的导电碳只占总电极重量的10%,很多很多,固定负载最小。