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URC研发硅硫燃料电池架构提升锂离子电池性能_LOL下注


本文摘要:据外国媒体报道,美国加州大学滨河校区(UniversityofCalifornia,Riverside,URC)伯恩斯工程学校(BournsCollegeofEngineering)的研究工作人员产品研发了新技术应用,利用硫电级及硅电级生产制造了性能卓越的锂电池。

据外国媒体报道,美国加州大学滨河校区(UniversityofCalifornia,Riverside,URC)伯恩斯工程学校(BournsCollegeofEngineering)的研究工作人员产品研发了新技术应用,利用硫电级及硅电级生产制造了性能卓越的锂电池。这款硅硫燃料电池(SSFC)构架逐渐将可控性显锂正离子整合到充电电池系统软件中,在C/10标准下,充放电250次能,其比能量仍低约350Wh/kg。硫是一款十分具有诱惑力的负极原材料,基础理论容积(theoreticalcapacity)为1675mAh/g。殊不知,因为硫不会有容积收拢(volumetricexpansion)、导电率不善等先天缺少,硫电级的运用于发展趋势更加功能问题。

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碰巧的是,URC的研发人员找到多种多样新方式缓解所述难题。这产品计划方案的特性具有市场前景,但不容易导致硫附近筋挛。现阶段的阳极原材料一般来说随意选择硅,其基础理论容积达到4200mAh/g,而硅则应对两大挑戰,导电率不善及容积收拢。因此,研究工作人员应用了纳米技术硅构造、导电性剂(conductiveadditives)及黏合剂(binders)等方式,最终解决困难了所述难题,为燃料电池制得了硫负极及硅阳极。

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现阶段,研究工作人员利用硫化橡胶锂(lithiumsulfide)或硅化锂等实锂化(pre-lithiated)原材料,使燃料电池的比能量达到600?Wh/kg。殊不知,这类燃料电池的充放电频次一般来说很短,一般匮乏50次,且此类原材料还务必应用专业设备,在生产加工时也不会有众多允许标准。为开创新的构架的SSFC,该精英团队在传统式燃料电池构架的技术性上增加了一片锂箔(lithiumfoil),使锂箔能与集电器(currentcollector)再次出现了解,在充放电时将锂箔整合到燃料电池管理体系中,进而操控锂离子电池的投射量。

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在半充电电池(halfcells)中,将应用显锂做为阳极原材料,这将引起客户对枝状晶体材料(树突组成,dendriteformation)及锂锈蚀等安全系数难题的焦虑。在全充电电池(full-cell)方式下,可用硅来制做阳极,可缓解因显锂阳极所造成的安全系数难题,另外确保燃料电池获得需要的高用电量。该方式促使可控性的锂荷载可弥补液體电解质溶液页面膜(SEI)组成及锂水解反应,提升 燃料电池的循环系统使用寿命(cyclelife)。

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除此之外,该充电电池还应用了沟通交流电阻器(EIS)、循环伏安法(CV)及恒电流量间歇性滴定法(GITT)等多种多样方式。该研究将为将来的硅硫燃料电池的产品研发奠下基本。该研究资产来自于UCR及VantageAdvancedTechnologies企业,该高校的技术性商业化的公司办公室还因此申报人了一项专利发明。

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