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據(jù)外媒報(bào)道，劍橋大學(xué)科學(xué)家在近期發(fā)布至《先進(jìn)功能材料》期刊的一篇論文中描述了鋰硫電池的設(shè)計(jì)。這種電池的靈感來(lái)自于人類腸道黏膜，儲(chǔ)能可達(dá)到傳統(tǒng)鋰離子電池的5倍。
在傳統(tǒng)鋰電池中，帶電的鋰離子在陽(yáng)極、電解液和陰極之間運(yùn)動(dòng)。電極的晶體結(jié)構(gòu)通常將決定，電池的儲(chǔ)能能力有多少。鋰離子電池采用的碳電極只能承載6個(gè)鋰離子，從而限制了儲(chǔ)能能力。
鋰和硫的反應(yīng)則有所不同。通過(guò)所謂的“多電子傳輸結(jié)構(gòu)”，從理論上來(lái)說(shuō)，硫的儲(chǔ)能能力要遠(yuǎn)高于鋰離子。然而，隨著電池放電，鋰和硫發(fā)生反應(yīng)，硫會(huì)形成多硫化物并進(jìn)入電解液，導(dǎo)致電池中活性材料的損失。
劍橋大學(xué)研究人員的新設(shè)計(jì)在碳電極的外表上生長(zhǎng)了一層氧化鋅納米線。最終結(jié)構(gòu)與人類腸道絨毛類似，可以捕捉多硫化物。這將確保材料的電化學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。
不過(guò)這種電池也有自身的局限性，例如充電次數(shù)達(dá)不到鋰電池的水平。不過(guò)，鋰硫電池具備較高的能量密度，每次充電可以使用更長(zhǎng)時(shí)間。
目前，這一設(shè)計(jì)仍處于概念驗(yàn)證階段。如果可以商用，那么將帶來(lái)新一代的大容量電池。
劍橋大學(xué)材料科學(xué)和冶金系教授、論文的聯(lián)合作者保羅·考克森（Paul Coxon）博士表示：“我們都會(huì)連接至自己的電子設(shè)備。最終，我們?cè)噲D讓這些設(shè)備更好地工作，讓我們的生活變得更美好。”
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