當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

克萊姆森大學(xué)為鋰硫電池中的量子效應(yīng)提供新見解

時間:2023-04-19 09:23來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
點擊: 次
 
       由于重量輕、能量密度高且可充電，鋰離子電池為許多產(chǎn)品提供動力，從筆記本電腦和手機到電動汽車和牙刷。然而，目前的鋰離子電池已經(jīng)達到了儲存能量的極限。因此研究人員開始尋找更強大、更便宜的替代品。
 
       據(jù)外媒報道，克萊姆森大學(xué)（Clemson University）研究員、物理和天文學(xué)系副教授Ramakrishna Podila表示，硫元素便宜、儲量豐富，且理論上比傳統(tǒng)鋰離子電池材料具有更高的能量密度，可作為新的儲能系統(tǒng)。
圖片來源：克萊姆森大學(xué)
 
       當(dāng)前的電動汽車每次充電可以行駛約300英里。鋰硫電池的續(xù)航里程有可能超過400英里，而電池組的實際容量高達500瓦時/千克，是鋰離子電池的兩倍。
 
       但研究鋰硫離子電池的研究仍然存在挑戰(zhàn)。最重要的是元素硫的八角形格式在電池的充放電循環(huán)中經(jīng)歷了一系列結(jié)構(gòu)和形態(tài)變化，使其不穩(wěn)定并導(dǎo)致電池快速失效。另一方面，硫化聚合物陰極在低硫含量下穩(wěn)定，因為它們的硫鏈較短。
 
       Podila表示：“獲得的總能量不僅取決于總電荷，還取決于電荷的空間和時間分布。它們越局部化，獲得的能量就越少。研究表明，當(dāng)取消對電荷分布形狀的某些量子限制時，總能量可以增加。”
 
       研究人員還發(fā)現(xiàn)，向含硫聚合物中添加氮氣可以分散電荷并增加量子電容。
 
       Podila表示：“我們已經(jīng)證明，元素硫具有高容量，但依然無法制造出良好、實用的電池。硫化聚合物中的硫含量不多，但它在氮氣存在的情況下可以更好地分配電荷，因此效果很好。因此，實際上，我們可以使用具有高量子電容的硫化聚合物制造電池，以匹配受多硫化物限制的元素硫電池的實際性能指標。”
 
       Podil繼續(xù)說道：“這項研究為了解電池或電容器如何工作的實際量子性質(zhì)提供了新的見解。我們經(jīng)常通過將電子視為剛性球來描述電池和電容器中的電流。實際上，電子在微觀層面上的行為非常不同，需要特殊的統(tǒng)計處理來描述它們在晶體中的分布。我們的實驗揭示了一些有趣的量子效應(yīng)，這些效應(yīng)在氮原子存在時表現(xiàn)出來。除了在鋰離子電池中的應(yīng)用之外，我們在量子電容方面的工作有望助力在開發(fā)出更好的電池。”
 
       相關(guān)研究結(jié)果以發(fā)表于期刊《Advanced Science》。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標簽： 鋰硫電池
作者：劉麗婷 ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://tyubcd3.cn/qianyan//2023041941791.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號