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破解锂硫电池短命魔咒 中山大学新技术有望助电车跑更远

研究团队将极片盖上新型“一体化奈米纤维中介层”,准备进行电池组装。(中山大学提供)
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【大纪元2026年07月03日讯】(大纪元记者袁世钢台湾高雄报导)电动车充一次电能跑更远、手机充一次电能使用更久,是许多人对未来科技的期待,关键在于“更高效的电池”。为此,中山大学开发出创新的“逆向扩散”工程技术,可突破次世代“锂硫电池”寿命短、稳定性不足等障碍,研究成果刊登于国际顶尖期刊《应用化学》。

国立中山大学材料与光电科学系助理教授叶昀昇指出,“锂硫电池”的理论能量密度高达2600 Wh/kg,远高于目前常见的锂电池,被视为下一代电池明星,未来若能成功应用,电动车可能跑得更远、储能设备也能存更多电,成为全球科技竞逐的重要目标;不过,锂硫电池最大的问题在于“短命”。

叶昀昇说,锂硫电池运作时,会产生一种叫做“多硫化锂”的中间物质,这些物质会像迷路的小球一样,在电池里四处乱跑,造成活性材料流失,导致电池容量快速下降,称为“穿梭效应”。为此,研究团队设计出具有“分子导航功能”的奈米纤维中介层,并利用“逆向扩散控制”技术,成功在材料中形成均匀的“单原子钴(Co-Nx)”催化位点。

叶昀昇解释,这层新材料被放置在电池正极与隔膜之间,像是一套“智慧交通管制系统”,可让不同反应物从不同方向慢慢靠近,精准依照不同路线排队前进依序会合,不但能拦住乱窜的多硫化锂,避免它们“迷路”,还能帮助它们更有效率地完成化学反应,让电池运作更稳定,即使在快速充放电的情况下,仍能维持良好的循环寿命与稳定表现。

实验结果显示,与传统只在表面涂上一层催化材料的方法相比,新技术让催化中心分布更均匀、导电网络更完整,同时使用更少金属材料,兼顾效能与成本。叶昀昇表示,未来仍需进一步放大电池规模、进行长时间测试与制程优化,才能推向市场,但研究结果已为破解锂硫电池寿命瓶颈提供全新思路。◇

责任编辑:唐音

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