HZB科学家实现锂硫电池中电解质状况的实时可视化

新技术
2025-08-15 14:13

盖世汽车讯据外媒报道，德国亥姆霍兹研究中心联合会（Helmholtz Association of German Research Centres，HZB）团队采用非破坏性方法，首次研究了采用稀电解液的实用锂硫软包电池。借助原位中子层析成像技术，他们能够实时可视化充电和放电过程中电解液在多层电极上的..

盖世汽车讯据外媒报道，德国亥姆霍兹研究中心联合会（Helmholtz Association of German Research Centres，HZB）团队采用非破坏性方法，首次研究了采用稀电解液的实用锂硫软包电池。借助原位中子层析成像技术，他们能够实时可视化充电和放电过程中电解液在多层电极上的分布和润湿情况。

图片来源：HZB

相关研究论文已发表于期刊《先进能源材料（Advanced Energy Materials）》上，为理解电池失效机制提供了宝贵的见解，并有助于设计适用于工业应用的高能量密度紧凑型锂硫电池。

作为最有前景的下一代电池技术之一，锂硫电池（Li-S）可以实现超高的质量能量密度（如高于700 Wh/kg，而最先进的锂离子电池约为250 Wh/kg），这使得它们在航空航天、机器人和长续航电动汽车应用领域尤为具有吸引力。丰富且低成本的硫资源为锂离子电池中使用的关键且地缘政治敏感的金属（例如钴、镍）提供了一种极具吸引力的替代品。

减轻重量并非易事

然而，实际能量密度往往受到电解质等非活性材料高重量分数的限制。为了在电池层面提高锂硫电池的能量密度，减少电解质用量是必要的。然而，电池电芯中的电解质越少，完全润湿电极就越困难。润湿不完全会扰乱电化学过程，导致电池老化更快甚至失效。