第77章 穿梭效应（2/2）

“太好了！”

他声音里带著压抑不住的激动：“你终於有不会的了！来来来，我给你讲！”

全班：“……”

李泽小声嘀咕，“老师，您这是盼著他不会盼了多久”

邓淞元充耳不闻，已经在黑板上刷刷刷地画了起来。

“鋰硫电池的正极是硫，负极是金属鋰，理论能量密度高达2600wh/kg，是现有鋰离子电池的五倍！但是它有个致命问题，叫做穿梭效应。”

他飞快地在黑板上写下反应式，

“放电时，硫被还原生成多硫化鋰，这些多硫化物会溶解在电解液中，扩散到负极，与金属鋰反应，生成短链多硫化物，然后又扩散回正极，这就是穿梭。

它会导致库仑效率低下、容量快速衰减，而且金属鋰负极还会產生枝晶，刺穿隔膜造成短路。”

邓淞元讲得口沫横飞，手舞足蹈，不知道为什么，陈末感觉邓淞元在讲这个问题时，身上都在发光，整个人爆发出了极大的热情。

“所以，科学家们想了很多办法，用碳材料包覆硫、设计多孔结构吸附多硫化物、开发固態电解质，但至今没有完美的解决方案。”

他一口气讲了十多分钟，最后喘了口气，看向陈末，“懂了吗”

陈末若有所思地点了点头，双眼却望著虚空中的某个方向，像是在进行高速的头脑风暴。

“邓老师。”

陈末忽然开口，声音不大，但带著一种让人不由自主安静下来的力量。

“您刚才说，多硫化物的穿梭效应是因为它们在电解液中的溶解和扩散。”

“对。”

“那如果……不让它溶解呢”

邓淞元愣了一下，“不让它溶解什么意思”

陈末走到讲台前，拿起粉笔，在黑板上画了一个简单的示意图。

“如果用一种多孔材料，把硫限制在纳米级的孔道里，孔道的大小刚好让鋰离子通过，但多硫化物分子太大进不去。”

他画了一个圆，周围画了一圈小孔。

“多硫化物被困在孔道里，不就无法穿梭了”

邓淞元眼睛一亮：“你是说物理限域这个思路已经有人做过了，碳纳米管、介孔碳、金属有机框架……”

“不。”

陈末打断了他，又在黑板上画了另一个图，“我说的不是单纯的物理限域。

您刚才讲配位化学的时候提到过，有些金属有机框架材料不仅有多孔结构，而且孔道內壁有未配位的活性位点，可以对多硫化物產生化学吸附。”

他越说越快，粉笔在黑板上噼里啪啦地响。

“如果能设计一种双功能的of，孔道尺寸刚好2-3纳米，既能物理限制多硫化物，又能通过孔道內壁的极性官能团或金属位点化学吸附多硫化物，那不就是物理+化学双重限域”

邓淞元张了张嘴，没说出话来。

陈末还在继续，“而且，我刚才在您的黑板报上看到您写了导电性。”

他用粉笔在刚才的图上加了几个小点。

“of的导电性通常很差，但如果把导电碳材料，比如石墨烯或者碳纳米管和of复合，形成三维导电网络，那就能同时解决导电性和穿梭效应两个问题。”

“甚至……”陈末顿了顿，眼神发亮，“如果在这个复合结构中再加入一些催化位点，加速多硫化物的转化反应动力学，那电池的倍率性能和循环寿命都能得到提升。”

“你是说，吸附-催化协同策略”

邓淞元如遭雷击，眼中爆发出明亮的光芒，无数灵感涌入脑海。

教室里鸦雀无声。

全班同学都呆呆地看著陈末，仿佛在看一个外星生物。

周浩呢喃道：“他……他在说什么”