穩(wěn)定的鋰硫電池結(jié)構(gòu)可使智能機的續(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能量可達五倍，但面臨著壽命要短得多的障礙。好消息是，《科學進展》雜志近日報道稱：由 Mahdokht Shaibani 博士帶領(lǐng)的澳大利亞莫納什大學研究團隊，已經(jīng)找到了足夠穩(wěn)定的新型鋰硫電池結(jié)構(gòu)，有望將智能手機的續(xù)航時間提升至五天。

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，從而將智能手機的典型續(xù)航時間提升至數(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)模應用時，往往難以應付由此產(chǎn)生的強大壓力，導致其容易出現(xiàn)破裂。這種由應力導致的關(guān)鍵組件的變形和連接失效 —— 即負責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 —— 最終會導致電池性能的迅速衰減。

有鑒于此，Shaibani 和一支國際研究團隊合作，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，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，研究團隊創(chuàng)建了一個類似的網(wǎng)絡，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)生的應力的空間。在超過 200 次循環(huán)的初步實驗中，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帶來長達五天的續(xù)航，或者讓電動汽車行駛 1000 公里以上而無需充電。后續(xù)其計劃進一步擴展測試，以探討作為 EV 動力電池或太陽能儲能電池的前景。與此同時，研究團隊還申請了相關(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、并減少對環(huán)境的影響。
（責任編輯：fqj）