能源、气候与材料2022nature.com
稳定 gamma sulfur 实现 4000 次循环的 Li-S 电池
Stabilization of gamma sulfur enables 4000 cycle Li-S batteries
进阶 · 约 45 分钟读完前置知识：电化学基础、锂离子电池工作原理、材料晶体学基础
导读
这篇论文研究锂硫电池的循环稳定性问题。核心发现是碳纳米纤维可以在室温下稳定稳定γ相硫——此前认为该相只在高温下短暂存在——从而避免锂硫电池中导致性能衰减的多硫化物问题，并使碳酸酯电解液得以使用。作者称由此实现的电池在约4000次循环后仍保持约650mAh/g的容量。
HN 关注点：HN 读者长期关注电池技术突破，因为锂硫电池若能商用，意味着能量密度提升数倍且不依赖钴等稀缺材料，但大家也习惯性地怀疑这类'突破'是否真能落地。
HN 评论精选
这几条评论里：支持 1 质疑 1 补充 2
支持总结论文要点并乐观认为这可能是真正的突破
完整标题是《室温下γ相硫的稳定化使锂硫电池得以使用碳酸酯电解液》。论文发表于2月，似乎之前没人贴过。要点：只需一种由碳纳米纤维和硫制成的新正极，其余与现有锂离子电池几乎相同的电池，就能获得2-5倍的能量密度、3倍的寿命、1/3或更低的成本，而且更环保（不需要钴）。突破在于发现碳纳米纤维能稳定γ相硫——此前认为它只能在高温下短暂存在——而这种硫不会形成一直困扰锂硫电池的多硫化物。虽然'突破性电池技术'的公告很多都没能变成商品，但这个看起来真的可能是让可再生能源储能不再是问题的飞跃。
jbotz查看英文原文
Full title: "Stabilization of gamma sulfur at room temperature to enable the use of carbonate electrolyte in Li-S batteries". The paper is from February, but it doesn't seem to have been posted before. TLDR is that with just a new anode made from carbon nanofibers and sulfur, batteries otherwise almost identical to existing Li-Ion batteries would have 2-5 times the energy density, last 3 times as long, and cost 1/3 or less, and be more environmentally benign (not needing cobalt). The breakthrough here is the discovery that carbon nanofibers stabilize gamma-phase sulfur which previously was thought to only exist briefly at high temperatures, and which doesn't form the polysulfides that have been the main problem with Li-S batteries. Yeah, there have been lots of "breakthrough battery tech" announcements that didn't lead to commercial products, but this one really looks like it may be just the leap forward that will make renewable energy storage a non-problem.
补充指出4000次循环并非上限，实际寿命可能更长
如果我没读错的话，4000次循环这个数字本身意义不大：容量在约3000次循环时已稳定在约650mAh/g，之后没有明显下降。有什么我遗漏的地方意味着循环稳定性止步于4000次吗？从趋势看，标题反而说保守了，这些电池可能远超4000次循环。
matheweis查看英文原文
If I’m reading it correctly there’s little significance to the 4000 cycle count; capacity had already stabilized at ~650mAh/g at around 3000 cycles and didn’t drop significantly thereafter. Am I missing anything obvious that would imply the cycle stability is limited to 4000? From the trends it seems to me that the headline is understated and these might last much longer than 4000 cycles.
补充补充 DOI 链接并称赞电极显微图像
DOI 链接：https://doi.org/10.1038/s42004-022-00626-2。纳米纤维复合电极的显微照片很酷！
rsfern查看英文原文
DOI link: https://doi.org/10.1038/s42004-022-00626-2 The micrographs of the nanofiber composite electrode are cool!
质疑邀请专家指出该研究可能存在的问题
好了，各位 HN 的领域专家——告诉我为什么这东西好得不像真的。
qeternity查看英文原文
Alright domain experts of HN - tell me why this is too good to be true.
相关资源
从这篇论文所有 HN 讨论帖的全部评论里整理出来的链接。
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