美國(guó)研制出全固態(tài)鋰硫電池

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月6日?qǐng)?bào)道，美國(guó)能源部部屬的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的科學(xué)家規(guī)劃出了一種全新的全固態(tài)鋰電池，其能量密度約為目前電子設(shè)備中廣泛運(yùn)用的鋰離子電池的4倍，且本錢(qián)更低價(jià)。相關(guān)研討宣布在本周出書(shū)的國(guó)際頂尖化學(xué)期刊《德國(guó)使用化學(xué)國(guó)際版》上。

該研討的領(lǐng)導(dǎo)者梁誠(chéng)督（音譯）表明：“新電池中用到的電解質(zhì)也是固體，這種規(guī)劃思路徹底推翻了已連續(xù)150年到200年的兩個(gè)電極加一堆電解液的固有電池概念，也處理了其他化學(xué)家一向憂慮的易燃問(wèn)題。”

幾十年來(lái)，科學(xué)家們一向很看好鋰硫電池，其比鋰離子電池效率高且本錢(qián)低。但壽命短是其最大缺點(diǎn)，因而一向未被商用。別的，電池內(nèi)運(yùn)用液體電解質(zhì)也成為科學(xué)家們的桎梏。一方面，液體電解質(zhì)會(huì)通過(guò)溶解多硫化物然后幫助鋰離子在電池中傳導(dǎo)。但晦氣的是，這一溶解過(guò)程會(huì)使電池過(guò)早地被損壞。

現(xiàn)在，該ORNL研討團(tuán)隊(duì)的新規(guī)劃方法清除了這些妨礙。首先，他們組成出了一種富含硫的新物質(zhì)并將其作為電池的陰極，其能傳導(dǎo)鋰離子和傳統(tǒng)電池陰極中運(yùn)用的硫金屬鋰化物，隨后，再將其同由鋰制成的陽(yáng)極以及固體電解質(zhì)（也由ORNL的研討人員研制而成）結(jié)合在一起，制作出了這種能量密度大的全固態(tài)電池。

梁誠(chéng)督表明：“電解質(zhì)由液體變成固體這一改變消除了硫溶解的問(wèn)題，并且，由于液體電解質(zhì)容易同鋰金屬發(fā)作反應(yīng)，所以，新電池運(yùn)用固體電解質(zhì)后安全性也更高。別的，新鋰硫電池中運(yùn)用的硫是處理石油后剩下的副產(chǎn)品，來(lái)歷豐厚且本錢(qián)低價(jià)，也能存儲(chǔ)更多能量，這就使新電池具有本錢(qián)低價(jià)、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)。”

測(cè)驗(yàn)結(jié)果表明，新電池在60攝氏度的溫度下，通過(guò)300次充放電循環(huán)后，電容能夠維持在1200毫安小時(shí)/克，而傳統(tǒng)鋰離子電池的均勻電容為140至170毫安小時(shí)/克。梁誠(chéng)督表明，因?yàn)殇嚵螂姵貛е碾妷簽殇囯x子電池的一半，均勻電容為其8倍，所以，新電池的能量密度約為傳統(tǒng)鋰離子電池的4倍。

盡管新電池依然處于演示階段，但研討人員期望盡快將這項(xiàng)研討由實(shí)驗(yàn)室面向商業(yè)使用，他們正在為此技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利。