莫納什能源研究所發現 糖可以讓鋰離子電池性能更持久
時間:2021-09-14 08:30來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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（圖片來源：莫納什能源研究所）
據外媒報道，莫納什能源研究所（Monash Energy Institute）的研究人員稱通過添加糖，創造出一種更持久、更輕、更可持續的鋰離子電池，可對航空、電動汽車和潛艇產生重要影響。
該研究團隊由澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）提供支持。通過在正極上使用了一種基于葡萄糖的添加劑，研究人員成功地穩定了鋰硫電池技術，且該技術長期以來一直被認為是下一代電池的基礎。相關論文已發表于期刊《Nature Communications》。
莫納什能源研究所副所長、機械和航空航天工程系副教授以及該論文的主要作者Mainak Majumder表示：“未來十年里，這項技術可能會使電動巴士和卡車等車輛無需充電即可從墨爾本行駛到悉尼。此外，它還可以在以輕量化為重點的配送和農業無人機領域實現創新。”
理論上講，鋰硫電池可以儲存比同等重量鋰離子電池多兩到五倍的能量。但問題是，在使用過程中，鋰硫電池的電極會迅速老化，從而損壞電池。其原因是硫正極會經歷大幅膨脹和收縮，從而使得正極被削弱，因此無法與鋰接觸，而鋰負極又會被硫化合物污染。
去年，莫納什研究團隊展示，他們可以打開硫電極的結構，從而適應膨脹并使其更容易與鋰接觸。現在，通過將糖加入電極的網狀結構中，研究人員將硫穩定，防止其移動并覆蓋鋰電極。
該團隊構建的測試電池原型已被證明至少可充放電循環1000次，同時還比等效的鋰離子電池具有更大的容量。論文第一作者進而博士生Yingyi Huang表示：“所以每次充電可持續更長時間，從而延長電池的壽命，而且電池制造不需要依賴他國，或采用有毒和昂貴的材料。”
Yingyi及其同事是受到1988年地球化學報告的啟發才有這一發現。該報告描述了糖基物質是如何通過與硫化物形成強鍵來抵抗地質沉積物中的降解。
論文第二作者、莫納什研究員Mahdokht Shaibani博士表示：“雖然我們的團隊已經解決了電池正極側的許多挑戰，但仍然需要進一步對鋰金屬負極進行保護，以實現該技術的大規模應用。新發現可能就在拐角處。”
聯邦政府（Commonwealth Government）通過澳大利亞研究委員會（Australian Research Council）和工業、創新和科學部（Department of Industry, Innovation and Science）對莫納什大學（Monash University）的鋰硫電池研究項目給與支持。此外，該項目還得到了泰國Enserv集團澳大利亞子公司Cleanfuture Energy的支持。
Cleanfuture Energy希望在全球最大鋰生產國澳大利亞產和制造電池。Cleanfuture Energy董事總經理Mark Gustowski表示：“通過這項技術，我們希望可以進入不斷增長的電動汽車和電子設備市場，并計劃在五年內使用澳大利亞的鋰制造出澳大利亞第一批鋰硫電池。”
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