中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：德國(guó)慕尼黑大學(xué)和加拿大滑鐵盧大學(xué)的化學(xué)家聯(lián)合研發(fā)出一種新型多孔納米纖維，可以進(jìn)一步提升鋰硫電池的性能。
鋰硫電池的陰極主要由硫組成。硫陰極具有很高的能量密度，但是有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是容易和鋰反應(yīng)生成化合物，使電池內(nèi)部晶化；二是在反復(fù)充放電下容易發(fā)生破裂。因此，鋰硫電池在數(shù)十次充放電后就無(wú)法再繼續(xù)使用，遠(yuǎn)不能滿足筆記本或者電動(dòng)汽車數(shù)年的使用要求。
慕尼黑大學(xué)的Thomas Bein教授和滑鐵盧大學(xué)的Linda Nazar教授帶領(lǐng)科研人員對(duì)鋰硫電池反復(fù)試驗(yàn)，研制出一種高度有序的多孔狀納米纖維結(jié)構(gòu)，具有很高的表面積容積比。一塊方糖大小的這種材料，其表面積竟然比七個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)還要大。
Thomas Bein教授研究所的博士后Benjamin Mandlmeier，同時(shí)也是這個(gè)新發(fā)明論文的第一作者表示：“較高的表面積容積比和高的孔隙容積非常重要，因?yàn)檫@就使硫能夠以細(xì)微的顆粒形式附著在電極上，同時(shí)帶有很高的負(fù)荷，大大提高了充放電循環(huán)過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)的效率。另外，在硫電極——電解質(zhì)界面的關(guān)鍵反應(yīng)（包括電子和離子）的反應(yīng)速度都高度依賴整體的表面積?！?
新型設(shè)計(jì)和巧妙的合成法都是決定這種新材料的關(guān)鍵因素。為了能夠合成碳纖維，化學(xué)家們先是使用多孔、管狀的硅板(Silica plate，已經(jīng)商用），但是無(wú)法得到多孔纖維結(jié)構(gòu)。后來(lái)，又向板內(nèi)填充碳、二氧化硅和表面活性劑的特殊混合物，在900℃下加熱，最后硅板和二氧化硅通過(guò)刻蝕工藝被去除。在整個(gè)過(guò)程中，碳納米管和孔徑縮小，而纖維結(jié)構(gòu)也會(huì)更加穩(wěn)定。
Thomas Bein教授說(shuō)道：“納米結(jié)構(gòu)材料在有效轉(zhuǎn)換和電能存儲(chǔ)方面有很大的應(yīng)用前景。我們會(huì)繼續(xù)開展緊密合作，研發(fā)出這種結(jié)構(gòu)材料的新特性和實(shí)際應(yīng)用?！保?strong>中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)獨(dú)家編譯）
