科学家研发新型锂电池正极—碲电极

2018-12-24      440 次浏览

碲电极具有更高的能量密度,和传统电极材料相比具有更好的充放电速度。新加坡科学技术与研究机构的研究人员的研究表明,由碲制造的电极可以提高锂离子电池的能量存储和输出功率。传统锂离子电池的正极包含有铁、钴和锰的氧化物,且能量密度相对较低。

原则上来讲,由于在正极中锂离子会和氧气发生反应,硫或硒可有效提高电容量。然而,实际上这些材料都不是合适的电极材料,这是由于氧基阴极的效率不高,而硫或硒电极的导电性能不好。

该研究所的ZhaolinLiu和YunZong研究了碲作为电极材料的可能性。他们发现和硫或硒相比,碲是一种更好的导体材料,且能够提供更大的能量密度。Liu介绍说,碲是一种和铂一样稀少的元素,价格不菲。“这种电池不适合用于移动电话或者电动汽车中,但是可以应用于具有特殊要求的产品中,例如植入式心脏起搏器的电源中。”

研究人员将碲加热到500℃使得其发生熔化,并且进入到多孔碳电极中,然后在四种不同的液体电解质中测试其性能,在二甲基亚砜溶液中获得的性能最好。他们发现,当锂离子和碲发生反应时,会形成一种可溶解在二甲基亚砜溶液中的复合物。相反,锂离子和硫以及硒反应时形成不溶复合物,从而引起电极膨胀,会损坏其结构。

紧接着,该团队开发了一种由碲纳米线制成的阴极,其宽度只有7纳米,从而形成的电极其能量密度达到了1800毫瓦每小时立方厘米,比传统电极储存的能量多50%。“接下来,我们计划开发在碲电极中掺入低成本的硫,从而获得一种具有更高电容量的混合材料系统。”Liu说。

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