穩(wěn)定的鋰硫電池結(jié)構(gòu)可使智能機(jī)的續(xù)航巨幅提升

（文章來源：cnBeta）

作為一種潛力巨大的鋰離子電池，鋰硫每單位重量的儲(chǔ)能量可達(dá)五倍，但面臨著壽命要短得多的障礙。好消息是，《科學(xué)進(jìn)展》雜志近日?qǐng)?bào)道稱：由 Mahdokht Shaibani 博士帶領(lǐng)的澳大利亞莫納什大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)找到了足夠穩(wěn)定的新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)，有望將智能手機(jī)的續(xù)航時(shí)間提升至五天。

據(jù)悉，新型結(jié)構(gòu)能夠讓鋰硫電池具有前所未有的充放電效率，從而將智能手機(jī)的典型續(xù)航時(shí)間提升至數(shù)天。馬哈德克特·夏巴尼博士指出：

諷刺的是，由于鋰硫電池硫電極的容量太大，此前在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，往往難以應(yīng)付由此產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力，導(dǎo)致其容易出現(xiàn)破裂。這種由應(yīng)力導(dǎo)致的關(guān)鍵組件的變形和連接失效 —— 即負(fù)責(zé)將電子傳遞到絕緣硫的碳基體、以及將這兩種材料結(jié)合在一起的聚合物粘合劑 —— 最終會(huì)導(dǎo)致電池性能的迅速衰減。

有鑒于此，Shaibani 和一支國際研究團(tuán)隊(duì)合作，開始尋找將兩者更穩(wěn)固地連接到一起的方法。有趣的是，她并沒有使用粘合材料來形成密集的網(wǎng)絡(luò)，而是決定“給硫顆粒一些喘息的空間”。如圖所示，新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)仍依賴于傳統(tǒng)的粘合劑，但采取了不同的處理方式，從而在碳基質(zhì)和硫顆粒之間形成超強(qiáng)的橋接鍵，能夠在充電過程中隨著電池的膨脹而留出額外的空間。

換言之，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)類似的網(wǎng)絡(luò)，但僅在相鄰粒子間放置了最少量的粘合劑，從而增加了容納結(jié)構(gòu)變化、及其產(chǎn)生的應(yīng)力的空間。在超過 200 次循環(huán)的初步實(shí)驗(yàn)中，新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)已表露出一絲希望 —— 充放電效率超過了 99% 。據(jù)其所知，這種高容量電極是前所未有的。

研究人員指出，新型電池有望為智能手機(jī)帶來長達(dá)五天的續(xù)航，或者讓電動(dòng)汽車行駛 1000 公里以上而無需充電。后續(xù)其計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)展測試，以探討作為 EV 動(dòng)力電池或太陽能儲(chǔ)能電池的前景。與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還申請(qǐng)了相關(guān)專利。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)不僅改善了性能，還有望大幅降低成本、并減少對(duì)環(huán)境的影響。
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