寻找充电电池的下一个飞跃

南加州大学的研究人员可能刚刚找到了解决下一波可充电电池最大障碍的解决方案-小到足以容纳手机，大到足以容纳汽车。

在1月号的《电化学学会杂志》上发表的一篇论文中，南加州大学洛克石油研究所的Sri Narayan和Derek Moy概述了他们如何开发锂硫电池的替代品，从而使其与行业相比更具竞争力。标准锂离子电池。

长期以来，人们一直认为锂硫电池的能量存储能力要比流行的锂离子电池好，但其循环寿命短。目前，锂硫电池可以充电50到100次，作为一种替代能源，这是不切实际的，而当今市场上的许多充电电池是1,000次。

一小块材料可以节省很多生命

由Narayan和首席作者兼研究助理Moy设计的解决方案被称为“混合传导膜”(MCM)，MCM是一小块无孔的制造材料，夹在两层多孔隔板之间，浸泡在电解质中并置于两个电极。

该膜可作为减少溶解的多硫化物在阳极和阴极之间穿梭的屏障，该过程增加了循环应变的种类，这使锂硫电池用于储能成为一个挑战。MCM仍允许锂离子进行必要的移动，从而模仿了锂离子电池中发生的过程。这种新颖的膜解决方案保留了高放电速率能力和能量密度，而不会随时间损失容量。

研究人员发现，在各种放电速率下，使用MCM的锂硫电池可保持100%的容量，并且与不带隔膜的电池相比，寿命可延长四倍。

南加州大学多恩西费大学文理学院的高级作者兼化学教授纳拉扬说：“这一进步消除了锂硫电池商业化的主要技术障碍之一，使我们能够实现更好的能效选择。”科学。“我们现在可以集中精力改善锂硫电池放电和充电的其他部分，这会损害电池的整个使用寿命。”

便宜又丰富的构建基块

锂硫电池比锂离子电池具有许多优势：它们由丰富而廉价的硫制成，密度高2至3倍，这使其体积更小，并且在存储电荷方面更好。

研究人员说，锂硫电池是节省手机和计算机空间的理想选择，并且可以减轻包括汽车甚至飞机在内的未来电动汽车的重量，从而进一步减少对化石燃料的依赖。

Narayan和Moy设计的实际MCM层是锂化氧化钴薄膜，尽管未来的替代材料可能会产生更好的结果。根据Narayan和Moy的说法，用作MCM的任何替代材料都必须满足一些基本标准：该材料必须是无孔的，应该具有混合导电性能，并且必须是电化学惰性的。