鉅大LARGE | 點擊量：495次 | 2022年08月06日
新發(fā)現(xiàn)!廢棄塑料可提升鋰硫電池壽命
廢棄塑料一直以來都是困擾人們的世界性難題，而美國普度大學(PurdueUniversity)工程師想出一個可以解決廢棄塑料，同時提升鋰硫電池壽命方法。
鋰硫電池理論能量密度為鋰離子電池3到5倍之多，高達2,600Whkg，為電動車與筆記本電腦電池重要條件，因此被稱為鋰離子電池下一代技術(shù)，只不過該電池充電循環(huán)僅有短短100次。
普度大學團隊找出一個一箭雙雕的方法，可同時解決塑料回收與電池壽命問題，根據(jù)其在《ACSAppliedMaterialsandInterfaces》研究，首先將諸如透明塑料袋等無墨塑料浸泡在含硫溶液中，再將其微波并制成電池中的碳支架，可將鋰硫電池充電循環(huán)提升到200次。
普度大學化學工程助理教授VilasPol表示，不管回收多少次，塑料一直都會存在世界上，團隊只是想出一個辦法提升塑料價值。
低密度聚乙烯常用于塑料與包裝，為塑料污染主要元兇，但它在實驗中竟搖身一變成解決鋰硫電池長期問題關(guān)鍵。該障礙被稱為多硫化物穿梭效應(yīng)(polysulfideshuttlingeffect)，會導(dǎo)致電池充電容量與壽命下降。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰硫電池顧名思義就是利用鋰與硫構(gòu)成，當電流通過時，鋰離子會遷移到硫并發(fā)生化學反應(yīng)，進而產(chǎn)生硫化鋰(lithiumsulfide)，然而該反應(yīng)副產(chǎn)物多硫化物容易回到鋰電極，并阻礙鋰離子移動，這將會降低電池的充電容量以及壽命。
普度大學化學工程研究員PatrickKim指出，阻斷多硫化物最簡單方法便是在鋰和硫之間打造物理屏障。
以往研究也有想過要用此辦法解決問題，像是香蕉皮和開心果殼等生質(zhì)能，利用生物質(zhì)衍生碳中的孔隙捕獲多硫化物。Pol表示，每種材料各有益處，但生物質(zhì)易于保存、更適合用在其他地方，而廢棄塑料就真正只是無用又沉重的材料。
因此研究員想將塑料納入電池的碳支架，且過去研究也指出，低密度聚乙烯塑料與磺化基團(sulfonatedgroup)結(jié)合后也會產(chǎn)生碳。
研究員借由將塑料袋浸入含硫溶劑中，并將其放入微波爐中，以便宜有效的方式將溫度升高并將塑料轉(zhuǎn)化成低密度聚乙烯，且熱能還可以促進塑料磺化和碳化，讓孔隙更密集，捕獲更多多硫化物，最終制成碳支架將鋰與硫分開。
Kim表示，用這個方法制作出來的塑料衍生碳與磺化基團會帶有負電荷，而這也是多硫化物具有的特性，因此將磺化低密度聚乙烯制成碳支架，利用相似化學特性來阻擋多硫化物。Pol則指出，這是提高鋰硫電池容量的第一步，下一步就是利用此概念制造更大的電池。
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