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據New Atlas報道，鋰硫電池的儲能能力是目前鋰離子解決方案的五倍，研究人員對鋰硫電池有著濃厚的興趣，密歇根大學的一個團隊已經向實現其現實世界的潛力邁出了一步。這一突破取決于一種自然啟發的膜，它克服了穩定性問題，為電池提供了“近乎完美”的設計，使其能夠持續一千多次循環。
研究小組負責人尼 Nicholas Kotov說：“有許多報告聲稱鋰硫電池有幾百次循環，但這是以犧牲其他參數--容量、充電率、復原力和安全性為代價實現的。如今的挑戰是制造一種電池，將循環率從以前的10次循環提高到數百次循環，并滿足其他多種要求，包括成本。”
在接受這一挑戰時，Kotov和他的同事們轉向了芳綸納米纖維，這是凱夫拉纖維的納米級版本，并將其塑造成精心設計的網絡，模仿細胞膜的結構。這種材料被注入了電解質凝膠，并防止了電池故障的一個常見原因，即在其中一個電極上形成了被稱為枝晶的樹枝狀晶體的生長。
研究小組負責人尼 Nicholas Kotov說：“有許多報告聲稱鋰硫電池有幾百次循環，但這是以犧牲其他參數--容量、充電率、復原力和安全性為代價實現的。如今的挑戰是制造一種電池，將循環率從以前的10次循環提高到數百次循環，并滿足其他多種要求，包括成本。”
在接受這一挑戰時，Kotov和他的同事們轉向了芳綸納米纖維，這是凱夫拉纖維的納米級版本，并將其塑造成精心設計的網絡，模仿細胞膜的結構。這種材料被注入了電解質凝膠，并防止了電池故障的一個常見原因，即在其中一個電極上形成了被稱為枝晶的樹枝狀晶體的生長。
在具有快速充電技術的現實世界中，科學家們預計該電池可以循環1000次，這被認為是10年的壽命。對該設備有利的另一個事實是，與鋰離子電池中使用的鈷相比，硫的來源更豐富，問題更少，而芳綸纖維可以從舊防彈背心中獲取，使其成為一個整體上更環保的主張。
Koto說：“這些電池的仿生工程整合了兩個尺度--分子和納米尺度。我們第一次整合了細胞膜的離子選擇性和軟骨的韌性。我們的綜合系統方法使我們能夠解決鋰硫電池的首要挑戰。”
該研究發表在《自然通訊》雜志上。
原標題：科學家利用凱夫拉纖維改進鋰硫電池設計 容量是普通鋰離子電池的5倍
浙公網安備 33010602000006號
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