美国研究人员发现新型电解质材料 或实现更高效的锂硫电池

据外媒报道，如今，消费电子产品和电动汽车主要使用锂离子电池。然而，科学家们也在寻找新的化学物质来提高电池的能量密度和性能，使这种电池能够超越传统的锂离子电池。

一种类型的电池是锂硫电池，与传统的石墨/金属氧化物锂离子电池相比，该电池具有更高的能量密度和更低的成本。然而，这种电池内部发生的寄生反应会损害其性能并阻碍其有效循环。现在，美国能源部阿贡国家实验室的科学家发现了一种电解质材料，可以降低这种寄生反应的频率，为开发更高效的锂硫电池铺平了道路。在给锂硫电池充电时，经常会发生一种不可避免的副反应——多硫化物锂穿梭机。当电池放电时，硫化锂会在阴极上转化为硫，但一些尚未完全氧化的锂硫化合物会溶解在阴极中，并进入电池中分隔两个电极的液体区域——电解质。此时，锂硫化合物将在阳极上扩散和还原，并在阴极上氧化。这个过程会一次又一次地重复，浪费电池电量。多硫化物穿梭的很大一部分原因是它们很容易溶解在由二恶烷和二甲氧基乙烷化合物的混合物组成的电解质中。研究人员表示，“我们需要同时解决两个问题，即低溶解度和高电导率。”据研究人员称，在过去五年左右的时间里，已经开发出一种新的电解质材料，可以解决这两个问题。这种被称为氢氟醚的材料具有低溶解度，同时仍保持良好的导电性。锂到达阳极的第一步是将其溶解在电解质中，就像水是食盐的好溶剂，DME也是锂的好溶剂一样。然而，对于HFE，它就像将盐溶解在汽油中一样。尽管几年前就知道HFE具有这种特性，但研究人员提出了一种预测此类分子溶解行为和导电性的方法。首先，他们根据HFE的化学结构将其分为三类。在测量电解质的行为时，研究人员发现，溶解度最低、多硫化物穿梭物含量最少的化学品的电导率也较低。研究人员表示，“这表明目前还没有解决锂硫电池问题的灵丹妙药，我们仍需继续寻找改进现有化学品的方法

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