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聚環氧乙烷基聚合物全固態Li-S電池由于其高比能量、良好的加工性能和低成本，是一個很有前景的候選者。然而，較差的室溫離子電導率限制了其進一步發展。

南京大學何平、宋虎成、東北大學伊廷鋒等提出了一種創新的光熱電池技術，以實現PEO基聚合物全固態Li-S電池在室溫下的正常工作。

圖1. 3D Cu/Si-Cu納米線的合成和工作機理

該策略采用光熱材料在陽光下的光捕獲效應和載流子非輻射復合效應，以實現內部加熱并滿足電池的室溫運行。具體而言，光熱材料是在Cu泡沫基底（3D Cu/Si-Cu）上均勻生長的精心設計的Cu/Si納米結構，其通過采用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）方法制備。3D Cu/Si-Cu然后在鋰負極和外封裝玻璃之間預加載。光可以進入并有效地產生熱量，然后熱量通過Cu芯快速傳遞到電池系統。一旦模擬陽光照射，電池就實現了快速的反應動力學和優異的光熱轉換。

圖2. 3D Cu/Si-Cu納米線電池的動力學研究

因此，一方面，由于3D Cu/Si-Cu納米線的高效光捕獲和光熱轉換效應，該系統實現了高溫和更快的反應動力學，因此電池可以在實際陽光照射下可逆地充電和放電。另一方面，3D多孔納米結構可以適應沉積/剝離過程中鋰的致命體積變化，并降低有效電流密度，這可以進一步抑制枝晶成核和生長。結果，該電池在實際陽光照射下的室溫環境中可提供1065.2 mAh g^?1的高放電容量。

此外，可逆容量為1036.5 mAh g^?1在充電過程中也被實現。總體而言，這項工作為使用光熱技術開發室溫聚合物全固態Li-S電池開辟道路。

圖3. 3D Cu/Si-Cu納米線電池的電化學性能

Light-Driven Polymer-Based All-Solid-State Lithium-Sulfur Battery Operating at Room Temperature. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211074

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南大/東大AFM：光熱電池技術使室溫固態電池運行成為可能！

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