來源 :科技日報 2024年03月18日
澳大利亞科學家開展的一項新研究表明,下一代鋰硫電池有望在5分鍾內完成充電 ,而不像目前這樣需要數小時 。這一突破有可能徹底改變儲能技術 ,推動高性能電池係統的發展 ,為消費電子產品和電網應用儲能係統提供性能更好的電力解決方案 。相關論文發表於最新出版的《自然·納米技術》雜誌 。
阿德萊德大學團隊研究了硫還原反應(SRR) ,這是控製鋰電池充放電速率的關鍵過程 。他們對SRR過程中各種碳基過渡金屬電催化劑 ,包括鐵 、鈷 、鎳 、銅 、鋅等開展了深入分析 。結果顯示 ,SRR反應的速率隨著多硫化物濃度的升高而增加 ,因為多硫化物在SRR過程中起反應中間體的作用 。
團隊在此基礎上設計了一種納米複合電催化劑 ,包括碳材料和鈷鋅(CoZn)團簇 。研究表明 ,將電催化劑CoZn用於鋰硫電池時 ,所得電池的功率重量比高達26120瓦/公斤 。這表明 ,未來的鋰硫電池能在不到5分鍾的時間完全充電/放電 。
高功率鋰硫電池可用於為手機 、筆記本電腦和電動汽車提供電力 ,但目前最先進的鋰硫電池存在充放電速率低的問題 ,完成一次充電可能需要數小時 。最新研究是首個解決鋰硫電池充/放電速率慢問題的綜合方法 ,有可能徹底改變儲能技術 ,推動高性能電池係統的發展 。(劉霞)