據(jù)外媒報道，美國阿貢國家實驗室的科學(xué)家開發(fā)和研究了一種電解質(zhì)材料，據(jù)稱可以顯著提高鋰硫電池的性能。這個研究小組制定了一個選擇規(guī)則，可以幫助研究人員為不同的電池系統(tǒng)選擇最合適的電解質(zhì)材料。

鋰硫電池是許多儲能電池中的一種，通常被認(rèn)為比如今的鋰離子電池具有更高的儲能容量，同時可以采用更便宜、更豐富的電解質(zhì)材料。

但是，據(jù)阿貢國家實驗室稱，鋰硫電池的性能受到一個稱為“多硫化物穿梭”的不良效應(yīng)的損害，該反應(yīng)在充電過程中會將沒有完全氧化的鋰硫化合物溶解到電解液中，然后鋰硫化合物在陽極上還原，在陰極上氧化，將會浪費電能。

阿貢國家實驗室研究小組的一名化學(xué)家ChiCheungSu說，“多硫化物穿梭效應(yīng)除了加熱電池之外，并沒有什么效果，這就像從紐約飛往洛杉磯的航班只能在芝加哥和丹佛之間來回奔波相同。”

發(fā)生這種反應(yīng)是因為多硫化物易于溶解在含有二氧戊環(huán)和二甲氧基乙烷的普通電解質(zhì)中，但是由于存在氫氟醚（HFE）這種新的電解質(zhì)，其中多硫化物不易溶解。

CheungSu說：“我們要同時解決低溶解度和高電導(dǎo)率這兩個問題，在這兩個問題解決之后，可以使這種電池實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。”

開發(fā)沒有捷徑

這個研究小組繼續(xù)評估各種氫氟醚（HFE）材料和包含它們的電解質(zhì)的性能，建立有機(jī)結(jié)構(gòu)與材料的電化學(xué)性能之間的關(guān)系，并開發(fā)出通用規(guī)則來預(yù)測不同氫氟醚（HFE）分子的溶解行為和電導(dǎo)率。該規(guī)則在化學(xué)期刊《AngewandteChemie》上發(fā)表的一篇論文中進(jìn)行了闡述。

研究小組表示，發(fā)現(xiàn)多硫化物的穿梭效應(yīng)將供應(yīng)寶貴的見解，并將指導(dǎo)未來的研究人員尋找最合適的氫氟醚（HFE）材料作為特定電池系統(tǒng)中的電解質(zhì)助溶劑。

該小組發(fā)現(xiàn)，在研究不同電解質(zhì)的性能時，在消除多硫化物穿梭方面表現(xiàn)最佳的電解質(zhì)化學(xué)在電導(dǎo)率方面也最弱。CheungSu說，“這表明鋰硫電池的開發(fā)并沒有捷徑，我們?nèi)匀灰^續(xù)尋求各種方法來改善鋰硫電池的性能。”