2025-03-19 10:52
在全球范围内，很多设备的运行都需要依赖锂离子电池，包括电子产品、无线耳机、手持式工具、家用电器、电动汽车以及储能系统。然而，随着传统阴极电极正逐渐逼近其理论容量极限，科学家们正在加速探索替代性的储能解决方案。
在此背景下，重新定义储能的锂硫电池（LSB）正成为一种强大的替代方案。此种电池将锂作为负极，硫作为正极，容量高达1675 mAh/g，能量密度高达2500 Wh/kg。不过，尽管此类电池具有很大的潜力，其也面临着一些关键挑战，包括导电性低、体积严重膨胀以及“穿梭效应”（shuttle effect）。具体而言，绝缘硫中间体，如Li2S2和Li2S，会阻碍离子的传输，在充放电循环中，阴极的体积会膨胀80%，而且多硫化物的穿梭会导致自放电现象，从而降低电池效率、缩短电池的寿命。
据外媒报道，为了解决上述问题，中国上海交通大学（Shanghai Jiao Tong University）研究团队研发了金属有机框架（MOF）衍生的分级多孔TiO₂@NPC结构，将二氧化钛与纳米多孔碳结合在一起。该设计为设计高硫负载的TiO₂@NPC@S阴极奠定了基础，可显著提升导电率、增强稳定性并最大限度地提高硫的保留率。
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