John pan

   成大土木系教授與材料系團隊，以水泥材料作為鋰硫電池正極添加物，能有效穩定鋰硫電池裡生成的液態多硫化物，幫助鋰硫電池商用。這項研究發表在國際專業陶瓷領域期刊Ceramics International備受關注。團隊指出，鋰硫電池具超高電容量及能量密度的優勢，自2009年發展後相關研究一直受矚目，被視為下一代商用電池趨勢；由於穩定性問題未解決，至今還不能普及。

  幾個影響鋰硫電池穩定性的問題，包括硫的導電性較差讓電池輸出電量偏低，硫在充放電過程產生劇烈的體積變化而破壞電極結構，電池反應時產生液態多硫化合物容易溶解在電解液，造成電量損失與汙染電解液。

  研究團隊去年發現在鋰硫電池中加入水泥可以提高電池性能，經不斷研究與實驗。發現水泥的矽與氧元素可以吸附電池充放電所產生多硫化物的硫與鋰，因此把水泥加在鋰硫電池電極裡，可有效抑制原來存在的硫化物流失造成電量損失與汙染電解液問題，對電池穩定性有一定的提升。

  為貼近實際，降低產業長久以來對鋰硫電池商用存在疑慮，團隊研究的高載量電池也特別針對電池的活性物質負載量、重量含量、電解液用量進行工程數據檢測，開發高載量硫電極具有8.64 mg cm-2高硫負載能力與60 wt%高硫含量，並於寡電解液電池系統中實現最低的電解液對硫比7–3 µL mg−1（鋰硫電池商用設計規劃：硫負載量 >5 mg cm−2 與電解液對硫比<5 μL mg−1）。該電池系統具備高電容量輸出達768 mA∙h g−1與11.06 mA∙h cm−2，達商用車電池所需電量3至6倍。此外，團隊發展的鋰硫電池能有100周期動態長循環，及在1個月靜態自放電測試中能維持90%電量。

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