第77章 穿梭效应（2 / 2）

「太好了！」

他声音里带着压抑不住的激动：「你终于有不会的了！来来来，我给你讲！」

全班：「……」

李泽小声嘀咕，「老师，您这是盼着他不会盼了多久？」

邓淞元充耳不闻，已经在黑板上刷刷刷地画了起来。

「锂硫电池的正极是硫，负极是金属锂，理论能量密度高达2600Wh/kg，是现有锂离子电池的五倍！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锂(Li?S?，x=4~8)，这些多硫化物会溶解在电解液中，扩散到负极，与金属锂反应，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丶容量快速衰减，而且金属锂负极还会产生枝晶，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，用碳材料包覆硫丶设计多孔结构吸附多硫化物丶开发固态电解质，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，双眼却望着虚空中的某个方向，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，但带着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，孔道的大小刚好让锂离子通过，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，碳纳米管丶介孔碳丶金属有机框架……」

「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(MOFs)不仅有多孔结构，而且孔道内壁有未配位的活性位点，可以对多硫化物产生化学吸附。」

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MOF，孔道尺寸刚好2-3纳米，既能物理限制多硫化物，又能通过孔道内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。

「MOF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MOF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着陈末，仿佛在看一个外星生物。

周浩呢喃道：「他……他在说什么？」