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锂硫电池已经存在,但由于其设计中固有的问题而无法广泛采用。密歇根大学的科学家们现在相信他们已经通过在锂硫电池设计领域的重大突破解决了这些问题。在我们开始之前,这里有一个电池组成部分的快速概述。
电池剖析
锂离子和锂硫电池有四个组件:阴极、阳极、电解质和隔膜。阴极是正极,允许电流流出电池,而阳极则作为其负极。电解质允许离子在两者之间移动,而隔膜则防止它们接触。锂硫电池的致命弱点是它的阴极,尽管密歇根的科学家们相信他们可能有解决这个弱点的办法。
当前
锂硫电池中锂硫正极的问题是,每个充电周期都会膨胀和收缩 78%,这使得它们无法与锂离子电池竞争,因为它们降解和失效的速度快得多。在密歇根州取得突破之前,这意味着只有十个充电周期的使用寿命;现在有1000的说法。
突破性设计
科学家的突破性灵感来自自然界,特别是用于保护有机细胞的膜。通过使用回收的 Kevlar,该团队能够创建一个纳米纤维网络,该网络支持阴极并使其能够应对其所经历的波动而不会降解。现在还为时过早,但该团队认为,他们的发现可能会导致锂硫电动汽车电池可持续使用十年。