GIST利用草酸钴催化剂提升锂硫电池寿命

据外媒报道，韩国光州科学技术研究所（GIST）的科学家发现一种新催化剂材料，可以显著延长锂硫电池的寿命。

（图片来源：greencarcongress）

与传统锂离子电池不同，在锂硫电池（LSB）的充放电过程中，固体硫化锂(Li2S6)和液态多硫化锂（LiPS）沉积，会导致硫正极活性物质损失，并腐蚀锂负极。为了延长电池寿命，科学家们一直在寻找催化剂，希望在运行时使这种降解过程实现可逆化。

该研究团队采用草酸钴（CoC2O4），作为锂硫电池的电化学催化剂，并成功识别其在充放电过程中的电化学反应。研究负责人Jaeyoung Lee教授表示：“在以往研究中，我们发现在电解过程中，带负电荷的离子很容易吸附在这种材料的表面。因此，我们假设CoC2O4与锂硫电池中的硫也会出现类似行为。”

该团队对带双层结构的锂硫电池进行循环性能测试，将碳层直接置于传统硫正极上。碳中间层可以作为过滤器，捕获扩散的LiPS，也可作为附加电极，利用所保留的LiPS继续进行电化学反应。这样可以提高硫利用率，改善长期循环稳定性，同时提高比容量。

在目前的研究中，该团队制造并测试了一种锂硫电池，在隔板和含有CoC2O4的正极之间置入带15% CoC2O4的碳中间层。CoC2O4具有吸附硫的能力，支持Li2S6和LiPS还原和解离。此外，这种材料可以将LiPS吸附在表面，阻止LiPS向电解质中扩散，以免其到达锂负极并引起自放电反应。通过这些措施，可以提高硫利用率，减少负极降解，从而提高电池的寿命、性能和储能能力。

此外，研究结果表明，即使在大约1.5倍于常规锂硫电池的水平下，将电池放置约一周，电池也不会因自放电而出现性能下降。