来源 :科技日报 2024年03月18日
澳大利亚科学家开展的一项新研究表明 ,下一代锂硫电池有望在5分钟内完成充电 ,而不像目前这样需要数小时 。这一突破有可能彻底改变储能技术 ,推动高性能电池系统的发展 ,为消费电子产品和电网应用储能系统提供性能更好的电力解决方案 。相关论文发表于最新出版的《自然·纳米技术》杂志 。
阿德莱德大学团队研究了硫还原反应(SRR) ,这是控制锂电池充放电速率的关键过程 。他们对SRR过程中各种碳基过渡金属电催化剂 ,包括铁、钴 、镍 、铜 、锌等开展了深入分析 。结果显示 ,SRR反应的速率随着多硫化物浓度的升高而增加 ,因为多硫化物在SRR过程中起反应中间体的作用 。
团队在此基础上设计了一种纳米复合电催化剂 ,包括碳材料和钴锌(CoZn)团簇 。研究表明 ,将电催化剂CoZn用于锂硫电池时 ,所得电池的功率重量比高达26120瓦/公斤 。这表明 ,未来的锂硫电池能在不到5分钟的时间完全充电/放电 。
高功率锂硫电池可用于为手机 、笔记本电脑和电动汽车提供电力 ,但目前最先进的锂硫电池存在充放电速率低的问题 ,完成一次充电可能需要数小时 。最新研究是首个解决锂硫电池充/放电速率慢问题的综合方法 ,有可能彻底改变储能技术 ,推动高性能电池系统的发展 。(刘霞)