人们不断进行研究和实验,以寻找可持续、安全、稳定的新型电池。在一次尝试中,研究人员发现了稳定、安全的锂硫化物电池,它可以折叠,甚至可以切成两半。
来自的研究团队 电子科技大学 成功制造出过渡金属硫化物锂电池。研究人员将硫化铁阴极涂在聚合物中,从而实现了稳定的循环和高安全性。然后,经过 300 次循环后,碳化锂二硫化铁 软包电池保留了约 72.0% 的容量。此外,这种锂硫(Li-S)经过100次循环后, 无容量下降.
令人惊讶的是,科学家们竟然能够折叠并切断其中一个电池袋。研究人员表示,这证明该电池在实际应用中具有很高的安全性。

优点: 转化型过渡金属硫化物 (MSc) 具有易于获取、能量密度高和成本低等优点。这些特性使其成为锂离子电池 (LIB) 的有前途的阴极。
面临的挑战: 由于多硫化物关闭,MSx 在高温下存在稳定性问题。它还面临体积膨胀大和反应动力学缓慢的问题。
解决方案: 该团队之前提出使用碳酸盐基电解质来分离两个电极,即硫化铁阴极和含锂金属的阳极。
然而,这个解决方案导致了另一个问题。
问题: 研究人员提到,MSx 与碳酸盐基电解质的不兼容性是此类电池化学的一大挑战。多硫化物与碳酸盐溶剂发生反应,在电极表面形成沉淀物。这会导致电荷转移障碍的形成,从而导致电极堵塞和电池故障。
解决方案: 硫化铁阴极涂有不同的聚合物。这减少了腐蚀,而不会影响或降低功能性和可充电性。特别使用了聚丙烯酸 (PAA)、聚环氧乙烷 (PEO) 和聚丙烯酰胺 (PAM),因为它们都含有具有螯合作用的功能基团。
在另一项研究中, 采用全干法合成和岩盐氧化物生产环保电池 被发现。

这个 报告 提到,“螯合效应基于氧或氮上的孤对电子与多价过渡金属的空轨道的配位。”
电化学性能测试 表明PAA 性能最佳,在 300 次充电放电循环后仍能保留电极的放电容量。
此后,他们在稳定安全的锂硫化物电池原型设计中加入了 PAA 涂层的硫化铁 (FeS2) 阴极。该设计还具有锂金属箔作为离子源和碳化锂 (LiC6) 阳极。此外,测试还表明,经过 100 次循环,甚至在电池折叠或切割时,容量都没有下降。
研究人员还表示,“LiC6||MoS6全电池在300次循环中表现出优异的循环稳定性,具有与半电池(Li||MoS6)相同的高容量,同样的情况也出现在LiC6||VS4中。”他们表示。