鋰硫電池短命問題有救了？這（zhè）次還得靠石墨烯出馬

鋰硫電池短命問題有救了（le）？這次還得靠石墨烯出馬（mǎ）

科研人員已經研發（fā）出一種（zhǒng）新成分，可以（yǐ）治愈（yù）鋰硫電（diàn）池的“阿喀琉斯之踵”。

與傳統鋰（lǐ）離子電池相比，鋰硫電（diàn）池有著重要的優（yōu）勢：材料價格更低廉、質量更輕。質量相等的鋰硫電池，能量卻相當於鋰離子電池的兩倍，這一能量密度在（zài）便攜電子（zǐ）設備和電動車領域非常關鍵。

提高能量密度在交通運輸和能源製造領域對降（jiàng）低能源儲存成本、減少溫室氣體排放均非常重要。然而，經過幾次充放循環之（zhī）後（hòu），鋰硫電池（chí）就會逐漸（jiàn）不穩定，兩個（gè）電極會發生故障，這一問題（tí）使其很難登上能量儲存（cún）的“王座”。尤其是鋰離子會與硫（liú）發生化（huà）學反應，形成遷移和減少電池儲存能力的化合物。

“當這發生時，它們（men）在表麵（miàn）形成阻礙，阻止鋰與陰極接觸。”美國耶魯大學化學教授Victor Batista說。

在3月20日發表於美國《國家科學院院刊》的（de）文章中，Batista和合作者展示了一種複合薄膜，可（kě）以讓鋰硫電（diàn）池壽命顯著增加。

研究人員首先模擬了哪種材（cái）料和結構能夠讓鋰硫電池壽命更長，並計算了陰極（jí）中的分子如何與不（bú）同材料發（fā）生反應。該團隊隨後利（lì）用石墨烯（單原（yuán）子（zǐ）密度的碳結構（gòu））和一種有機聚合物（擁有像樹枝一樣的結構）製成了薄膜。結果表明，該薄膜平均厚度為90納米。

該薄膜可讓鋰硫混（hún）合物處於一個地方，並組織它們流向電解質，使電池性能下降。通過（guò）這一機製，科學（xué）家表明它們能夠在不（bú）讓（ràng）鋰—硫電池性能打折扣的情（qíng）況下，延長其循環使用的壽命。“最妙的地方是用這些材料，我們能夠用極少量的（de）薄膜製作（zuò）出具（jù）有穩定性的電池。”Batista說。

該論文共同（tóng）作者、耶魯（lǔ）大學能（néng）源科學研究所博士後Jianbing Jiang強調（diào），這種混合（hé）薄膜是由商業上可獲得的基本材料做成的，這（zhè）使其價格低廉，易於大規模使用。

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