锂硫电池：储能容量是普通锂离子电池的5倍
- 来源：cnBeta.COM
- 2022/1/18 11:54:02
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据New Atlas报道，锂硫电池的储能能力是目前锂离子解决方案的五倍，研究人员对锂硫电池有着浓厚的兴趣，密歇根大学的一个团队已经向实现其现实世界的潜力迈出了一步。这一突破取决于一种自然启发的膜，它克服了稳定性问题，为电池提供了“近乎完美”的设计，使其能够持续一千多次循环。
研究小组负责人尼 Nicholas Kotov说：“有许多报告声称锂硫电池有几百次循环，但这是以牺牲其他参数--容量、充电率、复原力和安全性为代价实现的。如今的挑战是制造一种电池，将循环率从以前的10次循环提高到数百次循环，并满足其他多种要求，包括成本。”
在接受这一挑战时，Kotov和他的同事们转向了芳纶纳米纤维，这是凯夫拉纤维的纳米级版本，并将其塑造成精心设计的网络，模仿细胞膜的结构。这种材料被注入了电解质凝胶，并防止了电池故障的一个常见原因，即在其中一个电极上形成了被称为枝晶的树枝状晶体的生长。
研究小组负责人尼 Nicholas Kotov说：“有许多报告声称锂硫电池有几百次循环，但这是以牺牲其他参数--容量、充电率、复原力和安全性为代价实现的。如今的挑战是制造一种电池，将循环率从以前的10次循环提高到数百次循环，并满足其他多种要求，包括成本。”
在接受这一挑战时，Kotov和他的同事们转向了芳纶纳米纤维，这是凯夫拉纤维的纳米级版本，并将其塑造成精心设计的网络，模仿细胞膜的结构。这种材料被注入了电解质凝胶，并防止了电池故障的一个常见原因，即在其中一个电极上形成了被称为枝晶的树枝状晶体的生长。
在具有快速充电技术的现实世界中，科学家们预计该电池可以循环1000次，这被认为是10年的寿命。对该设备有利的另一个事实是，与锂离子电池中使用的钴相比，硫的来源更丰富，问题更少，而芳纶纤维可以从旧防弹背心中获取，使其成为一个整体上更环保的主张。
Koto说：“这些电池的仿生工程整合了两个尺度--分子和纳米尺度。我们第一次整合了细胞膜的离子选择性和软骨的韧性。我们的综合系统方法使我们能够解决锂硫电池的首要挑战。”
该研究发表在《自然通讯》杂志上。
原标题：科学家利用凯夫拉纤维改进锂硫电池设计 容量是普通锂离子电池的5倍
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