据国外媒体报道，密歇根大学的研究团队发现，从凯夫拉尔中回收的芳纶纳米纤维网络可以解决锂硫电池循环寿命短的问题，它可以提供大约1000次实际循环。
(来源:密歇根大学)
电池图显示了锂离子如何返回锂电极，但多硫化锂无法通过电极隔板。此外，从锂电极生长的多刺枝晶不会穿透薄膜并到达硫电极，从而使电池短路。
领导这项研究的化学科学与工程教授尼古拉斯·科托夫说:“许多报告都说它可以使锂硫电池实现数百次循环，但它会影响其他性能参数，如容量、充电速率、弹性和安全性。因此，目前的问题是生产一种可以大大增加循环次数(从10次到100次)并且还能满足成本要求的电池。
这些电池的仿生工程整合了两个尺度:分子尺度和纳米尺度。我们首次将电池隔膜的离子选择性和软骨韧性融为一体。我们的集成系统方法可以应对锂硫电池的整体挑战。"
电池循环寿命短的一个主要原因是电极生长的枝晶刺穿隔板。此前，科托夫的团队依靠注入电解质凝胶的芳纶纳米纤维网络来解决这一问题，因为芳纶纤维的韧性可以防止枝晶。但锂硫电池还有其他问题，即锂和硫的小分子形成并流向锂，从而附着自身，降低电池容量。隔膜需要允许锂离子在锂和硫之间流动，并防止锂和锂多硫化物。这种能力被称为离子选择性。
论文的共同第一作者、化学工程博士后艾哈迈德·埃姆雷(Ahmet Emre)说:“受生物离子通道的启发，我们设计了一种高速通道，锂离子可以快速通过，但多硫化锂不能。”
锂离子和多硫化锂大小相近，只做小通道是不够的。密歇根大学的研究人员还模仿了生物膜中的孔隙，并在电池膜的孔隙中添加了电荷。他们采用的方法是将多硫化锂本身附着在芳纶纳米纤维上，这样负电荷就排斥了硫电极上形成的多硫化锂。但是，带正电的锂离子可以自由通过。
科托夫表示，电池设计“近乎完美”，其容量和效率接近理论极限。电池还可以应对汽车生活中的极端温度，从充满阳光的充电热到冬天的寒冷。但快充后，电池在现实世界中的循环寿命可能会缩短，大概1000次左右，可以用十年。
除了更高的容量，锂硫电池比其他锂离子电池具有可持续的优势。在锂离子电极中，硫比钴更丰富。此外，电池隔板的芳纶纤维可以从旧防弹衣中回收。据国外媒体报道，密歇根大学的研究团队发现，从凯夫拉尔中回收的芳纶纳米纤维网络可以解决锂硫电池循环寿命短的问题，它可以提供大约1000次实际循环。
(来源:密歇根大学)
电池图显示了锂离子如何返回锂电极，但多硫化锂无法通过电极隔板。此外，从锂电极生长的多刺枝晶不会穿透薄膜并到达硫电极，从而使电池短路。
领导这项研究的化学科学与工程教授尼古拉斯·科托夫说:“许多报告都说它可以使锂硫电池实现数百次循环，但它会影响其他性能参数，如容量、充电速率、弹性和安全性。因此，目前的问题是生产一种可以大大增加循环次数(从10次到100次)并且还能满足成本要求的电池。
这些电池的仿生工程整合了两个尺度:分子尺度和纳米尺度。我们首次将电池隔膜的离子选择性和软骨韧性融为一体。我们的集成系统方法可以……锂硫电池的整体挑战。"
电池循环寿命短的一个主要原因是电极生长的枝晶刺穿隔板。此前，科托夫的团队依靠注入电解质凝胶的芳纶纳米纤维网络来解决这一问题，因为芳纶纤维的韧性可以防止枝晶。但锂硫电池还有其他问题，即锂和硫的小分子形成并流向锂，从而附着自身，降低电池容量。隔膜需要允许锂离子在锂和硫之间流动，并防止锂和锂多硫化物。这种能力被称为离子选择性。
论文的共同第一作者、化学工程博士后艾哈迈德·埃姆雷(Ahmet Emre)说:“受生物离子通道的启发，我们设计了一种高速通道，锂离子可以快速通过，但多硫化锂不能。”
锂离子和多硫化锂大小相近，只做小通道是不够的。密歇根大学的研究人员还模仿了生物膜中的孔隙，并在电池膜的孔隙中添加了电荷。他们采用的方法是将多硫化锂本身附着在芳纶纳米纤维上，这样负电荷就排斥了硫电极上形成的多硫化锂。但是，带正电的锂离子可以自由通过。
科托夫表示，电池设计“近乎完美”，其容量和效率接近理论极限。电池还可以应对汽车生活中的极端温度，从充满阳光的充电热到冬天的寒冷。但快充后，电池在现实世界中的循环寿命可能会缩短，大概1000次左右，可以用十年。
除了更高的容量，锂硫电池比其他锂离子电池具有可持续的优势。在锂离子电极中，硫比钴更丰富。此外，电池隔板的芳纶纤维可以从旧防弹衣中回收。
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