美国大学打造人工碲层覆盖金属锂 让锂硫电池使用寿命延长4倍

锂硫电池被誉为下一代电池技术，有望让手机、电动汽车等产品的续航时间更长，而且与目前的锂离子电池相比，可以更加环保的方式，可持续性生产此类电池。不过，此类电池的使用寿命比锂离子电池短，会随着时间推移而退化。

（图片来源：德克萨斯大学奥斯汀分校）

据外媒报道，德克萨斯大学奥斯汀分校（The University of Texas at Austin）科克雷尔工程学院（Cockrell School of Engineering）的一组研究人员找到了一种方法，可以让锂硫电池中最具挑战性的部分之一稳定下来，加速锂硫电池技术的商业化。研究人员的研究结果表明，在电池内部原位，打造一种人工碲层，覆盖在金属锂上，可以让电池的使用寿命延长4倍。

锂是一种反应性元素，会分解其周围的其他元素。锂硫电池的每一次充放电循环都会在锂金属阳极（电池负极）上形成针状的苔藓类沉积物，引起一种会导致电池整体退化的反应。

该沉积物会分解来回运输锂离子的电解质，可能会困住一些锂，让电极无法提供足够的能量，以让电池能够长时间使用。此外，此种反应还会导致电池短路，并可能会引发火灾。

在锂电极上形成的人工碲层可以保护电解质不被降解，并减少了在充电过程中形成的、困住锂的苔藓结构。

（图片来源：德克萨斯大学奥斯汀分校）

研究人员表示，此种方法还可应用于其他锂基电池和钠基电池，而且已经为该项技术申请了临时专利。此外，利用简单的原位工艺就可形成该稳定层，无需进行昂贵或复杂的预处理或采用锂金属阳极涂层工艺。

解决锂硫电池的不稳定性是延长其使用寿命，让其得到更广泛应用的关键。研究人员表示，现在，锂硫电池最适合用于需要轻型电池的设备，一次充电就可运行很长时间，无需多次充电周期，如无人机。此外，此类电池也有潜力在延长电动汽车续航里程、增加可再生能源采用率方面发挥重要作用。

与现在的锂离子电池相比，锂硫电池正负电极的充电容量高9倍，意味着充一次电可以使用更长的时间。硫是石油和天然气工业的副产品，储量丰富，因而此种电池的生产成本也很低廉。此外，与锂离子电池中的金属氧化物材料相比，硫也更加环保。