锂硫电池在循环过程中被称为锂多硫化物的锂和硫的小颗粒会流到锂中影响设备的容量

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财联社讯，据报道，锂硫电池的存储容量是目前锂离子电池的5倍，因此科学家们对锂硫电池产生了浓厚的兴趣，而密歇根大学的一个团队已经朝着实现其现实世界的潜力迈出了一步。

根据消息显示，这一突破的关键在于一种自然激发的薄膜，它克服了稳定性问题，并为电池提供了一个近乎完美的设计，使其能够持续使用一千多次循环这项研究成果已于近期发表在了《自然通讯》杂志上

研究小组的负责人Nicholas Kotov说，有很多报告声称锂硫电池可以循环使用几百次，但这是以牺牲容量，充电率，复原力和安全性等其他参数为代价的现在的挑战是，如何将电池的循环率从以前的10次提高到数百次，并满足包括成本在内的多种要求

为了应对这个挑战，Kotov和他的同事们转向芳纶纳米纤维，这是一种凯夫拉纤维的纳米级版本，他们将其精心设计成模拟细胞膜结构的网络这种材料被注入了一种电解质凝胶，阻止了电池失效的常见原因，即在一个电极上形成一种叫做枝晶的针状生长物

不过，这种新型薄膜的好处远不止于此锂硫电池在循环过程中，被称为锂多硫化物的锂和硫的小颗粒会流到锂中，影响设备的容量为了解决这个问题，该团队在人工薄膜上集成了微小的，受生物启发的通道，并添加了电荷，这可以排斥上述粒子，同时允许带正电荷的锂离子自由流动

根据Kotov的说法，这种离子选择性的结果是一种近乎完美的设计的锂硫电池他说，该设备的效率接近理论极限，而容量是标准锂离子电池的5倍例如，这可能会使电动汽车在不需要充电的情况下可以行驶5倍的距离

科学家们预计，在现实世界中使用快速充电技术时，电池可以循环使用约1000次，相当于10年的使用寿命此外，与锂离子电池中使用的钴相比，硫的含量更丰富，问题也更少，而芳纶纤维可以从旧的防弹背心中提取，这使得它整体上更环保

这些电池的仿生工程集成了两个尺度——分子尺度和纳米尺度，Kotov说，我们的集成系统方法使我们能够解决锂—硫电池的主要挑战。英国剑桥大学，丹麦和以色列的工程学院，德国和西班牙的研究机构组成了“欧洲镁互动电池共同体”。该联盟的目标是为下一代高能量密度，环保的可充电镁电池开发一种颠覆性的科学技术方法。。

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