巧克力盒电池

出于甘那许中心硬松露巧克力涂层和榛子巧克力屑,美国科学家模仿这个设计形成一个分层的锂硫电池阴极与sulfur-carbon中心封装在一个多层聚合物壳撒上碳。

这项工作的最具挑战性的部分是开发一个程序内引入碳硫核心,”约翰·马尔登说领导团队从丰田北美研究所。添加导电碳为核心提高导电率,为绝缘硫提供急需的提振,但过多的碳降低硫含量。硫是一种高容量负极材料,但其使用的缺点。

在电池自行车、硫多硫化合物,溶于电解液减少,从阴极带走他们。这失去活性硫影响电池的性能和寿命。在truffle-inspired核心,团队合作与空心碳硫结构允许多硫化合物的空间聚集。稳定这sulfur-carbon的单位,他们使用了薄,导电聚合物层来保持其形状,让电解液通过硫核心,层作为基础。但是,这个薄的聚合物层不能在阴极材料陷阱多硫化合物。加强薄基金会和防止聚硫逃跑,一个灵活、导电聚合物多层外膜是补充道。

分层的外膜离子选择性;单电荷锂盐可以很容易通过细胞膜而笨重的双重带电聚硫盐不能。堆积的聚合物层,其中一些交联的配对的一些收费单位膜,但一些不配对,创建一个错综复杂的结构性缺陷对离子进行谈判。碳团簇装饰外膜表面进一步提高阴极的电导率。

总的结果是一个高性能、稳定、阴极材料65%硫负荷和最小碳添加剂,能以高的速度超过500次与库仑效率接近100%。即使停止电池循环2天,团队没有观察到任何循环恢复时损失的能力。

“即使truffle-like粉末的合成高硫加载有点复杂与传统sulfur-carbon材料相比,不仅是表面化学,而且大部分阴极材料的结构控制是很重要的,”解释道Pengjian左能源存储材料专家从哈尔滨工业大学,中国。左认为分层设计是影响锂硫电池的关键属性。