低温全固态Li-S电池的透调节的短链阴极.
Wei Zhao1,2, Yan Zhang1,2, Qingsong Liu1,2
1MOE Engineering Research Center for Electrochemical Energy Storage and Carbon Neutrality in Cold Regions, School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150001, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 19, 2024
概括
这项研究通过设计短链阴极来增强电动飞机的全固态硫电池 (ASSLSB). 这项创新提高了低温性能和容量,这对于高空飞行至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 全固态硫电池 (ASSLSB) 提供高能量密度和安全性,使其成为电动飞机的理想选择.
- 低温性能限制,特别是高空实际能力降低,阻碍了ASSLSB在航空中的应用.
- 多步骤的内热转化反应被确定为低温硫利用的关键瓶.
研究的目的:
- 为解决电动飞机ASSLSB的低温性能问题.
- 为了提高硫的利用和在低温下排放能力.
- 在苛刻的条件下提高ASSLSB的循环稳定性和整体电化学可逆性.
主要方法:
- 通过引入多素来调节局部来设计了一种新的短链分子阴极.
- 设计了阴极以缩短硫减少路径并优化化晶格.
- 研究了阴极设计对反应动力学和能量障碍的影响.
主要成果:
- 设计的短链阴极在室温下表现出高阴极利用率 (99.4%) 和出色的循环稳定性 (92.2%在400个循环中保持).
- 实现了特殊的低温放电容量 (579.6mAhg-1在-40°C) 和循环性能 (98.4%在-20°C的100个循环中保持).
- 修改后的阴极结构显著降低了分解能障碍,提高了低温充/放电可逆性.
结论:
- 开发的短链阴极有效地克服了ASSLSBs中低温硫利用限制.
- 这一突破为可靠的电动飞机推进系统提供了有希望的解决方案,可在各种高度和温度下运行.
- 这项研究为推进要求高的应用要求的低温ASSLSB技术开辟了新的途径.


