美国PNNL利用混合阳极延长锂硫电池寿命

近日，美国能源部下属的西北太平洋国家实验室（PNNL）刊文称，他们设计出了一种由石墨和锂构成的混合阳极结构来控制锂硫电池的不良表面反应。具体而言，就是在锂电极前加一层氢氧化锂修饰的石墨，这样的人工保护层可有效减少反应过程中的负面效应。

研究人员表示：“虽然可充电锂离子电池被广泛应用于便携式充电设备和汽车电气化中，但他们不能储存足够的能量来满足电动汽车对续驶里程的要求。寻找理论比能量更高的替代储能系统是很有必要的。在这些技术中，锂硫电池是很有希望的。从理论上来看，锂硫电池的比容量及能量分布为1675mAhg-1、2600Whkg-1，远远高于普通锂离子电池。硫成本第，储量丰富，无毒，使得这一想法很有吸引力。不过，在实际应用中还有很多问题要解决。”

与普通锂离子电池相比，锂硫电池的能量密度高2～3倍，而限制这种电池发展的最大问题是，在电池反应过程中，硫化物的流出缩短了电池的寿命。

有关如何克服硫化物流出一事，此前的多数研究都致力于阻止硫化物泄露，但难度很大且副用途明显。“我们设想，与其简单地使用电解液添加剂或无理屏障来保护金属阳极，或许我们可以设计一个完全不同的阳极结构界面，使得界面氧化还原反应远离金属表面。”研究人员说道。

使用常规电极的锂硫电池循环寿命仅有100次左右，而这种混合阳极可以将锂硫电池的循环寿命提升至400次。研究人员表示，虽然硫化物仍会流出，但对电池寿命并未造成大的影响，且在实验过程中，锂硫电池的能量密度也只衰减了11%，库仑效率则高达99%。