動力澎湃的鋰硫電池

現如今，鋰離子電池已經在我們的數字生活中占據了最核心的地位，畢竟如果沒電，再好的戲也出不來。所以容量更大、質量更輕的電池不僅是廣大Geek的夢想，也是科學家們所追求的目標?，F在《Geek》要告訴大家一個好消息：加拿大滑鐵盧大學的研究人員開發出了一種新型的鋰硫電池，這種電池能夠存儲和提供的電力比普通鋰離子電池多3倍!更令人興奮的是，這種動力強勁的電池已經完全研制成功，很快就可以商業化。

該項目的負責人是Linda Nazar博士，滑鐵盧大學化學系的教授。她解釋說，硫與鋰搭配制成的電池有著更高的能量密度，而且與能用在鋰電池中的其他材料相比，硫的成本相對較低，鋰硫電池將成為安全、長壽以及低碳排放的能源。

該技術的關鍵在于陰極(在放電的電池中，陰極為正極)，這是電池在充放電周期中存儲和釋放電荷的部分。為了使可逆的電化學反應在高電流率下發生，帶電子的活性硫需要與碳一類的導體緊密接觸。在該小組開發的解決方案中，中孔碳被用來啟動該反應過程。這種高度結構化且多孔的碳在納米尺寸下有著更加均勻的孔徑和體積。研究小組利用納米鑄造工藝，將直徑6.5納米的碳棒用3～4納米寬的通道分隔開。為了維持通道內的空間并固定碳棒，研究人員插入了碳微纖維來支撐整體結構。他們在碳納米棒的頂端加熱硫并將其熔化，用以填補納米級的空白。液態的硫被毛細管力吸入通道中，在那里它們收縮形成硫納米纖維。通過電子掃描顯微鏡可以發現，所有的空間已經被硫均勻地填滿了，這表明就是這種有著巨大表面積的活性元素(相對于碳)為新型電池帶來了優異的性能測試結果。

據稱，這種復合材料在良好的循環穩定性以及合理的價格下，可實現硫的理論儲電容量的80％，其能量密度將是鎳系陰極的3倍。更重要的是，高容量的碳活性物質開啟了“吸脹”類復合材料的大門，這種材料有可能在材料科學的眾多領域中得到應用。研究小組在繼續完善硫陰極的結構和性能的同時，已經著手申請專利。如果這種新型的鋰硫電池能夠即時上市，想必會在數碼行業引起一場革命。