为了寻求能量密度和循环寿命是当前技术两倍的商用电动汽车电池，宾夕法尼亚州立大学的研究人员已从美国能源部获得 290 万美元的资助。
宾夕法尼亚州立大学电池和储能技术中心、能源与环境研究所和材料研究所的机械工程和化学工程教授、附属机构王东海获得了两个项目的资助，以应对与锂硫电池相关的挑战.
这种新型电池在其核心中除了使用锂之外还使用硫磺，有可能储存两倍于相同重量的锂离子电池的能量，并且生产成本显着降低。然而，硫和锂的存在也会导致电池循环变得不稳定。
“这是一项很有前途的技术，”王说。“我们希望将其推向更接近商业化的水平，但有一些问题需要解决。”
第一个项目拨款 120 万美元，将解决多硫化物的溶解和迁移问题。当电流流入电极内的硫阴极时，材料会迅速分解成多硫化物并溶解在电解液中，这称为多硫化物溶解。王提出开发新型的无多硫化物溶解的硫复合材料和其他功能材料，将应用于电池的电极。
“我们希望从根本上改变锂硫电池的化学性质，以避免这种多硫化物溶解，”他说。“我们将通过优化成分并在电池中对其进行评估来开发这种材料。”
为了实现这些目标，Wang 将与芝加哥伊利诺伊大学化学工程副教授 Anh Ngo 合作。
第二个项目有 160 万美元的资金，旨在开发一种功能性电解质，以在硫阴极和阳极上形成保护界面。
目前，充电期间在阳极上生长的枝晶或尖刺结构会在电池内形成并影响电池的循环稳定性。王将提议的电解液比作在电池的阳极和阴极上涂抹防晒霜。
“我们将研究这种电解质如何形成稳定的界面并保护电池，”他说。
在这个项目中，Wang 将与 Ngo 和阿贡国家实验室的高级化学家/组长郑成“约翰”张合作。
如果成功，这些方法可以抵消硫的不良反应，并使电池以较长的循环寿命运行。
根据能源部的说法，像这样的进步可以增加电动汽车的使用，并使更实惠、性能更好的汽车成为可能，从而显着减少二氧化碳排放。
“从本质上讲，锂硫电池有望提供更高的能量密度，”王说。“如果我们能够通过解决多硫化物溶解和枝晶形成来解决这些生命周期短的问题，我们就能让它们成为消费者所接受的可靠运输动力源。”
