传统途径尚不能解决这个问题。但纳米技术或许能带来办法。在尝试阻止金属枝晶形成的时候,崔屹团队通过给负极加装相互连接的纳米碳球来稳定SEI层;

传统途径尚不能解决这个问题。但纳米技术或许能带来办法。在尝试阻止金属枝晶形成的时候,崔屹团队通过给负极加装相互连接的纳米碳球来稳定SEI层;另一种方法则在更大的蛋黄壳中,通过金纳米颗粒吸收锂离子,蛋壳则为锂的膨胀和收缩提供了空间,从而保护了SEI层,金属枝晶也不会形成。

改进负极只是这场电池大战中的一半。崔屹团队同时还利用相似的纳米技术来改进正极材料,特别是硫材料。就像硅之于负极,硫长久以来也被视为正极材料的不二之选。每个硫原子可以结合两个锂离子,理论上这使正极的储能量翻了几倍。同样重要的是,硫材料实在是便宜。问题在于,硫的导电能力一般,而且会和电解质反应生成危害电池的副产物,可能几次充放电后电池就作废了。另外,在放电过程中,硫正极倾向于囤积电荷,而不是释放它们。

在寻求纳米解决方案的时候,崔屹团队用高导电性的二氧化钛外壳将硫粒子包裹,这使其电池容量较传统电池提高了5倍,同时防止有害于电池的副产物形成。研究人员还制作了硫基版本的“石榴”,并将硫固定在又长又细的纳米纤维中。这些革新不仅提升了电池容量,还将库伦效率 (电池放电性能) 从86%提高到99%。

崔屹说:“现在我们在电池两极都拥有了高性能的材料。”他希望将来把这两种创新融合到一处,将硅负极和硫正极结合。如果成功,那一定能制造出高容量,低成本,足以改变世界的产品。

[责任编辑:赵卓然]

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