熔盐铝硫电池完全基于资源可持续的材料,由于其高倍率性能和适中的能量密度,有望用于大规模储能;但工作温度仍然很高,禁止其应用。
在这里,北京大学Quanquan Pang,武汉理工大学麦立强教授报告了一种快速充电铝硫电池,使用温和四元熔盐电解质在 85 °C 的亚水沸点温度下运行。
文章要点
1)四元碱金属氯铝酸盐熔体具有丰富的电化学活性高阶 Al-Cl 簇,但熔点较低,有助于快速 Al3+ 去溶剂化。氮功能化的多孔碳进一步介导硫反应,使电池具有快速充电能力和优异的循环稳定性,在1 C的充电速率下,1400次循环后容量保持率为85.4%。
2)证明了不对称硫反应机制正如原位X射线吸收光谱所揭示的,涉及多硫化物中间体的形成,解释了在这样的温度下的高反应动力学,其中通过使用水作为加热介质可以大大简化热管理。
参考文献
Meng, J., Hong, X., Xiao, Z. et al. Rapid-charging aluminium-sulfur batteries operated at 85 °C with a quaternary molten salt electrolyte. Nat Commun 15, 596 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-44691-8