全新鋰硫電池儲電量超乎想像,研究人員:手機 5 天不用充電

發佈日期: 2020 年 01 月 14 日 12:57 | 作者: | 分類: 產業資訊

比起現在常見的鋰離子電池,尚在實驗室階段的鋰硫電池有更高的能量密度和更強大的供電能力,現在澳洲科學家用新研究與數據證明鋰硫電池的潛力,新電池性能是傳統鋰電池的 4 倍,更可讓手機 5 天不用充電、電動車續航里程也長達 1,000 公里。

鋰硫電池理論重量能量密度是鋰電池的 5 倍,高達每公斤 2,700Wh,且還具電池重量輕、原材料豐富,以及不需要添入氟等優勢,雖然目前鋰離子電池仍是市場寵兒,但這並不影響科學家對鋰硫電池的關注與期待,假如未來科學家研發有成,人們將可享用更輕、成本更低與容量更大的電池。

不過鋰硫電池研發之路並非一路順遂,鋰硫電池的壽命短,硫的絕緣性與鋰容易衰退都是問題,帶領團隊的澳洲蒙納許大學(Monash University)教授 Mahdokht Shaibani 更表示,鋰硫電池的發展挑戰就某方面來說,也是因為硫電極的儲電容量太大,以至於無法承受應力(stress)進而破裂。

通常電池充放電過程往往伴隨體積變形,無數次膨脹收縮後的應力累積會破壞電極結構,Shaibani 指出,應力會讓電極負責傳遞電子的碳基體、黏合碳與硫的聚合物黏著劑受損,使電池性能下滑。

因此團隊決定研發全新黏著劑,且他們提出的解決方案不是打造讓碳與硫更緊密的黏著劑,而是幫它們留下恰到好處、剛剛好的「距離」,使碳機體與硫在電極膨脹時,彼此之間還有空間。根據團隊發表在《Science Advances》的研究,他們認為這樣硫陰極就能承受更高的應力負荷,整體性能也不會下降。

(Source:蒙納許大學)

目前團隊已開始測試新鋰硫電池,結果也符合期待,充放電循環 200 次測試中,充放電效率高達 99%,也表現出「前所未有」的高儲電容量,研究人員表示,新電池能讓手機 5 天不用充電、電動車續航里程也長達 1,000 公里。

現在團隊已幫新型鋰硫電池申請專利,未來希望能應用在電動車或電池儲能系統。研究共同作者 Matthew Hill 表示,新型的電池不僅擁有出類拔萃的性能與使用壽命,採用的水基工藝製造起來也簡單、成本更低,還可大幅減少對環境有害的廢物。

(合作媒體:科技新報。首圖來源:Paralog via Flickr CC BY-ND 2.0)

announcements 線上投稿     mail 列印
Share