螺旋蝸殼激發靈感：鋰電池有望迎來更持久的續航

科學家們一直在努力改進并提升鋰電池的性能，但是最新的進展，卻是在受到了蝸牛殼的啟發后實現的。如果將這一發現與陰極材料的制作有效結合，那將使得我們能夠制備出重量更輕、但是續航更持久的電池。馬里蘭大學的研究人員在向滑行的蛞蝓取經之后，發現可以用同樣的辦法來化解人們在解決納米級材料時所面臨的固有障礙。

受蝸牛殼的啟發，該技術有望在鋰錳鎳氧化物材料和碳納米管上實現更好的連接。

在解決大小介于1到100納米之間的材料的時候，物體的化學性質會與宏觀尺度上的有些不同有時甚至不可預測而這部分歸咎于納米級材料在表面積上的指數級增長。

就電池技術而言，與傳統上更粗糙的電極材料相比，納米電極的表面積要大上許多。也正因為如此，其發生的電化學反應也會更加活躍，而顆粒攜帶的電荷的穿行距離也更短。

這一概念被研究團隊拿到鋰錳鎳氧化物(LMNO)材料身上進行了驗證。

馬里蘭大學(UMBC)的研究團隊發現，軟體動物仿佛都會通過對肽鏈(由氨基酸組成的一長串)的控制，來決定自己外殼的生長，而其主要使用的無機材料則是碳酸鈣。

一些研究人員認為，通過借鑒和學習生物這種對納米結構實現高度控制的技能，將使得電池化學(尤其是鋰離子電池)能夠在保持輕量的同時，具備更長的續航時間。

目前科學家們正在努力篩選可用于制作高性能電池陰極材料的多肽(peptide)。

在確認了粘肽并將之附著到碳納米管上之后，它就可以作為鋰離子電機的納米導線而存在了。而最好的結果，就是能夠在充電狀態下彼此接近，并且同時連結鋰錳鎳氧化物(LMNO)和碳納米管。

研究人員稱，通過為鋰電池帶來一個全新的納米結構，研究的進展有望提升電池能量和充放電循環的穩定性。目前的研究主要在陰極上，但他們也希望可以用同樣的辦法，開發出適宜的、以生物為靈感的電池結構和材料。

這項研究的成果，已經在生物物理學會第59屆年會上發表，感興致的網友可以移步至《生物物理學》(BiophysicalJournal)雜志審閱全文。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除