UCSD開發出正極可自行修復之高實用性固態鋰硫電池

 

刊登日期:2024/5/10
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美國加州大學聖地牙哥分校(UCSD)開發了具有高導電性與自行修復能力的正極材料,並設計了一項克服既有問題之高實用性固態鋰硫電池。固態鋰硫電池的硫黃正極導電性較低,在充放電過程中膨脹/收縮明顯,導致結構損壞或與固體電解質接觸不良,進而促使正極的電荷移動能力降低,損害固態電池的整體性能與壽命。

為解決這些問題,UCSD開發了一項由硫與碘製成的正極材料,且透過將碘分子插入硫黃的結晶構造中,正極材料的導電性比硫黃結晶單體提高了11位數。此外,研究團隊也發現結晶材料具有65℃的低熔點,意即正極在充電後透過少量的熱能將可容易地再熔融,藉此修復因充放電過程而造成的損傷界面。而自行修復能力是因應反復充放電過程中正極與電解質界面發生之累積損傷的重要特徵。

為了檢證正極材料的有效性,UCSD製作了測試電池並進行充放電循環,結果顯示電池穩定運作了400次以上的循環,且維持87%的容量。電池的自行修復能力可望大幅延長循環壽命,促進固態鋰硫電池的實用化。今後UCSD將透過電池設計、電池形式擴展,進一步推進固態鋰硫電池技術的發展。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/240326_lithium-sulfur-batteries.html
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