来源： 时间：2022-03-09 10:35:08
包括一名印度裔研究人员在内的研究人员开发了下一代锂硫电池的原型，其灵感部分来自人类肠道内的细胞。该研究称，如果这种电池商业化开发，其能量密度将是智能手机和其他电子产品中使用的锂离子电池的五倍。
剑桥大学材料科学与冶金系瓦桑特·库马尔团队的研究人员与北京理工大学的合作者合作，开发并测试了一种轻质纳米结构材料，这种材料类似绒毛，绒毛是小肠上的手指状突起。
在人体内，绒毛被用来吸收消化的产物，并增加消化过程发生的表面积。在新的锂硫电池中，一层由微小的氧化锌丝制成的绒毛状结构的材料被放置在电池电极的表面。
当活性物质断裂时，这可以捕获它们的碎片，保持它们的电化学可及性，并允许材料重复使用。剑桥材料科学与冶金系的研究合著者保罗·考克森说：“这让我们在很大程度上克服了阻碍开发更好电池的瓶颈。”
硫和锂反应不同，通过多电子转移机制，这意味着元素硫可以提供更高的理论容量，导致锂硫电池具有更高的能量密度。然而，当电池放电时，锂和硫相互作用，环状硫分子转变成链状结构，称为聚硫化物。
当电池经历几次充放电循环时，聚硫化物的碎片会进入电解液，随着时间的推移，电池逐渐失去活性物质。发表在《先进功能材料》杂志上的新设计克服了阻碍锂硫电池商业化发展的关键技术问题之一，防止了电池内部材料损失造成的电池退化。
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