研究人员解决锂-硫电池关键问题

研究人员开发了一种新成分，可以治愈锂硫电池的“致命弱点”。

与传统的锂离子电池相比，锂硫电池具有重要的优点:材料更便宜，重量更轻。同等质量的锂硫电池的能量是锂离子电池的两倍。这种能量密度在便携式电子设备和电动车辆领域非常关键。

在运输和能源制造领域，提高能源密度对于降低能源储存成本和温室气体排放非常重要。

然而，经过几次充放电循环后，锂硫电池在主编眼中将变得不稳定，两个电极将失效，这使得它很难达到储能的“宝座”。特别是，锂离子与硫发生化学反应，形成迁移的化合物，降低电池的存储容量。

"当这种情况发生时，它们在表面形成一个屏障，阻止锂接触阴极."美国耶鲁大学化学教授维克多·巴蒂斯塔说。

在3月20日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中，巴蒂斯塔和他的合作者展示了一种能够显著延长锂硫电池寿命的复合膜。

研究人员首先模拟了哪种材料和结构可以使锂硫电池寿命更长，并计算了阴极分子与不同材料的反应。该团队随后用石墨烯(一种具有单一原子密度的碳结构)和有机聚合物(一种树状结构)制成薄膜。结果表明，薄膜的平均厚度为90纳米。

该薄膜可以将锂硫混合物放置在一个地方，并组织它们流向电解液，从而降低电池的性能。通过这种机制，科学家已经证明他们可以延长锂硫电池的循环寿命，而不损害其性能。“最好的办法是使用这些材料。我们可以用很少使用的薄膜制造稳定的电池。”巴蒂斯塔说。

该论文的合著者、耶鲁大学能源科学研究所的博士后蒋建兵强调，这种浑河膜是由商业上可获得的基本材料制成的，在此期间价格低廉，易于大规模使用。(晋南)

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