新电池技术有望使电动汽车续航里程增加五倍

随着电动汽车日益成为主流，这些沉默的通勤者皮肤下的技术也在不断改进。以优雅的风格为例清晰的空气举例来说。与一个航程高达520英里在美国，它已经远远领先于过去几年的电动汽车——但总有改进的空间。

密歇根大学的一个研究小组展示了用可回收的凯夫拉制成的纳米纤维网络，如何让锂硫电池克服循环寿命的问题，比如充放电的次数。

这家拥有204年历史的安娜堡研究所声称，受生物启发的电池膜“使电池的容量是工业标准锂离子设计的五倍”，使其能够为电动汽车提供所需的一千多次循环。

尼古拉斯·科托夫教授是研究小组的负责人，他说，有几份报告声称锂硫电池可以循环几百次，但忽视了这一点，这是以容量、安全性、充电率和弹性等重要因素为代价的。他补充说:“目前的挑战是制造一种电池，将循环速率从以前的10次循环提高到数百次循环，并满足包括成本在内的多种其他要求。”

Kotov和他的团队以前依靠注入电解质凝胶的芳纶纳米纤维网络来阻止循环寿命短的主要罪魁祸首之一。树突——从一个电极生长到另一个电极——刺穿薄膜。大量的芳纶纤维阻止了树突这样做。

困扰锂-硫电池的一个问题是，锂和硫的小分子会流向锂，附着在锂上，进而降低电池的容量。通过一种被称为离子选择性的过程，膜可以阻挡颗粒，也被称为锂多硫化物。

“受到生物离子通道的启发，我们设计了锂离子高速公路，其中锂多硫化物无法通过通行费，”博士后研究员艾哈迈德·埃姆雷(Ahmet Emre)指出。

虽然尺寸相似，但它不足以通过制造小通道来阻挡锂多硫化物。研究人员在电池膜上的孔中添加了电荷，这些孔模仿生物膜上的孔。

Kotov说，汽车电池需要在多种材料特性的多个参数上达到创纪录的水平。这位化学科学与工程教授还指出，这种设计“近乎完美”;容量和效率接近理论极限。更重要的是，这种电池可以应对与汽车应用相关的极端温度，比如寒冷的冬天或在高温下充电。

Kotov警告说，快速充电可能会缩短现实世界的循环寿命——1000次循环，被认为是10年的寿命。