多孔纳米纤维提升锂硫电池性能

德国慕尼黑大学和加拿大大学的化学家联合研发出一种新型多孔纳米纤维，可以进一步提升锂硫电池的性能。

锂硫电池的阴极重要由硫组成。硫阴极具有很高的能量密度，但是有两个缺点：一是容易和锂反应生成化合物，使电池内部晶化；二是在反复充放电下容易发生破裂。因此，锂硫电池在数十次充放电后就无法再继续使用，远不能满足笔记本或者电动汽车数年的使用要求。

慕尼黑大学的ThomasBein教授和大学的LindaNazar教授带领科研人员对锂硫电池反复试验，研制出一种高度有序的多孔状纳米纤维结构，具有很高的表面积容积比。一块方糖大小的这种材料，其表面积竟然比七个网球场还要大。

ThomasBein教授研究所的博士后BenjaminMandlmeier，同时也是这个新发明论文的第一作者表示：“较高的表面积容积比和高的孔隙容积非常重要，因为这就使硫能够以细微的颗粒形式附着在电极上，同时带有很高的负荷，大大提高了充放电循环过程中电化学反应的效率。另外，在硫电极——电解质界面的关键反应（包括电子和离子）的反应速度都高度依赖整体的表面积。”

新型设计和巧妙的合成法都是决定这种新材料的关键因素。为了能够合成碳纤维，化学家们先是使用多孔、管状的硅板(Silicaplate，已经商用），但是无法得到多孔纤维结构。后来，又向板内填充碳、二氧化硅和表面活性剂的特殊混合物，在900℃下加热，最后硅板和二氧化硅通过刻蚀工艺被去除。在整个过程中，碳纳米管和孔径缩小，而纤维结构也会更加稳定。

ThomasBein教授说道：“纳米结构材料在有效转换和电能存储方面有很大的应用前景。我们会继续开展紧密合作，研发出这种结构材料的新特性和实际应用。”（我国储能网独家编译）