A Cost- and Energy Density-Competitive Lithium-Sulfur Battery
A Cost- and Energy Density-Competitive Lithium-Sulfur Battery
复制标题
具有成本和能量密度竞争力的锂硫电池
DOI：
10.1016/j.ensm.2021.06.037
复制
发表时间：
2021-10
影响因子：
20.4
通讯作者：
Xiao Zhubing
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhong Mei'e;Guan Jindiao;Sun Jingchun;Shu Xiaoqing;Ding Hao;Chen Liying;Zhou Nan;Xiao Zhubing
以低成本获得共同的高能量密度对于锂硫（Li-S）电池与市售的Li离子电池（LIB）竞争是极具挑战性的。在这里，我们报道了一类生物衍生的致密自支撑阴极，具有0.4的超低孔隙率，通过在热干燥期间的自致密化效应而无需机械压缩，以实现具有高重量/体积能量密度的低成本Li-S电池。受益于生物炭的巨大优势，在高质量负载条件下实现了422 Wh kg−1/446 WhL− 1的联合高重量/体积能量密度（6.5 mg cm−2）和极贫电解质（2.5 μL mg−1），通过材料-系统分析，基于亚Ah水平袋状电池的相应成本估计为对于最初的20个循环低至$60/kWh-$90/kWh，这明显低于典型的商业LIB（$100/kWh）。目前的研究为开发商业上可行的Li-S电池提供了有意义的机会，这些电池在特定的能量/成本基础上与当前最先进的LIB竞争。
Attaining jointly high energy density at low cost is extremely challenging for lithium-sulfur (Li-S) batteries to compete with commercially available Li ion batteries (LIB). Here we report a class of bio-derived dense self-supporting cathode with ultralow porosity of 0.4 via self-densification effect during thermal drying without mechanical compression to realize a low-cost Li-S cell with high gravimetric/volumetric energy densities. Benefiting from the great preponderances of biochar, jointly high gravimetric/volumetric energy densities of 422 Wh kg−1/446 WhL−1are achieved under conditions of high mass loading (6.5 mg cm−2) and extremely lean electrolyte (2.5 μL mg−1), the corresponding costs based on sub-Ah level pouch cell are estimated to be as low as $60/kWh-$90/kWh for the initial 20 cycles via a materials-to-system analysis, which is visibly less than that in the typical commercial LIB ($100/kWh). The current study presents meaningful opportunity to develop commercially viable Li-S batteries that are competitive on a specific energy/cost basis with current state-of-the-art LIB.
登录
查看更多内容
DOI：
--
发表时间：
2008-07
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
P. Mumba;R. Phiri
通讯作者：
P. Mumba;R. Phiri
影响因子：
17.1
作者：
J. A. Rodríguez-Manzo;C. Pham‐Huu;F. Banhart
通讯作者：
J. A. Rodríguez-Manzo;C. Pham‐Huu;F. Banhart
影响因子：
8.5
作者：
Weijiang Xue;Lixiao Miao;Long Qie;Chao Wang;Sa Li;Jiulin Wang;Ju Li
通讯作者：
Weijiang Xue;Lixiao Miao;Long Qie;Chao Wang;Sa Li;Jiulin Wang;Ju Li
影响因子：
3.9
作者：
Eroglu, Damla;Zavadil, Kevin R.;Gallagher, Kevin G.
通讯作者：
Gallagher, Kevin G.
将硫包裹在碳球微孔中提高硫阴极的长期稳定性
影响因子：
32.5
作者：
Zhang, B.;Qin, X.;Gao, X. P.
通讯作者：
Gao, X. P.