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研究人员解决锂--硫电池关键问题
来源: 其它 期数:第201703期

科研人员已经研发出一种新成分,可以治愈锂—硫电池的“阿喀琉斯之踵”。

与传统锂离子电池相比,锂—硫电池有着重要的优势:材料价格更低廉、质量更轻。质量相等的锂—硫电池,能量却相当于锂离子电池的两倍,这一能量密度在便携电子设备和电动车领域非常关键。

提高能量密度在交通运输和能源制造领域对降低能源储存成本、减少温室气体排放均非常重要。

然而,经过几次充放循环之后,锂—硫电池就会主编不稳定,两个电极就会发生故障,这一问题使其很难登上能量储存的“王座”。尤其是,锂离子会与硫发生化学反应,形成迁移和减少电池储存能

力的化合物。

美国耶鲁大学研究人员首先模拟了哪种材料和结构能够让锂—硫电池寿命更长,并计算了阴极中的分子如何与不同材料发生反应。该团队随后利用石墨烯(单原子密度的碳结构)和一种有机聚合物(拥有像树枝一样的结构)制成了薄膜。结果表明,该薄膜平均厚度为90纳米。

该薄膜可让锂—硫混合物处于一个地方,并组织它们流向电解质,使电池性能下降。通过这一机制,科学家表明它们能够在不让锂—硫电池性能打折扣的情况下,延长其循环使用的寿命。(摘自“中国科学院上海硅酸盐研究所”网)