美國科學家研發有機陰極材料 可實現高能量密度鋰電池

據外媒報導，美國能源部（DOE）布魯克海文國家實驗室（Brookhaven National Laboratory）為鋰電池設計了一種新型有機陰極材料。該材料以硫為核心，與鋰電池中傳統的陰極材料相比，能量密度更高、更具成本效益且更環保。

智能手機和電動汽車等日常生活用品都需要鋰電池提供能量，而隨著人們對此類產品的需求不斷增長，科學家們一直在研究如何優化陰極材料，以提升鋰電池系統的整體性能。

除了解決電池系統面臨的能量挑戰，布魯克海文國家實驗室的科學家還在研究可持續性電池的材料設計。為了尋找可提供高能量密度的可持續性陰極材料，科學家們選擇了一種安全和儲量豐富的元素 – 硫。

美國能源部布魯克海文科學用戶設施辦公室國家同步光源二部（NSLS-II）科學家表示：“硫可以形成很多鍵，即能夠抓住更多鋰，從而增強能量密度。而且硫也比陰極材料中的傳統元素輕，因而可讓電動汽車具備更長的續航裡程。”

研究人員在設計該新陰極材料時，選擇了一種由碳、氫、硫和氧組成的有機二硫化合物，而不是傳統鋰電池中重金屬，重金屬不是很環保。但是雖然硫電池更安全、能量密度更高，但是也會面臨著其他挑戰。

Shadike表示：“當電池充放電的時候，硫會變成一種不好的複合物，溶解在電解質中，並擴散至整個電池，引起不良反應。我們設計了一種陰極材料，可讓硫原子附著在一個有機支柱上，從而讓硫穩定。”

研究人員表示，該項研究可提升高性能鋰電池的性能，此類鋰電池使用以硫為核心的陰極材料。