科学家研发出新型锂电池正极-碲电极

admin

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Zhaolin Liu 和 Yun Zong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。