口罩复原_仿真口罩

⒈由于标准还原电极电势低，储量丰富等优点，钾金属电池越来越成为未来储能系统中的有效体系。然而金属钾表面存在的缺陷会导致凸起处的电子电荷分布变多，不可避免会引发枝晶问题，阻碍其应用。对于可充电电池而言，延长循环寿命相当于降低成本，而枝晶问题与循环寿命是息息相关的。因此，隔膜变成了抵御枝晶的最后一道防线。且传统的钾金属电池隔膜（）价格昂贵，电解液需求大，因此需要迫切需要寻求成本低，材料来源广泛且能够有效缓解枝晶生长的隔膜来代替传统隔膜。

⒉自-19疫情爆发以来，废弃口罩的数量剧增。即使是到了后疫情时代，原先生产过剩的口罩也需要转变能量发挥价值。因此利用口罩来代替隔膜可以很好地实现能源转换。

⒊近日，宁波大学章理远副教授在 上发表题为“- - 3 ”的文章。

⒋该文章提出了简单有效的策略：通过静电纺丝将3预埋在纺丝层内部，并将其与口罩进行机械组合，构建一种复合型多功能隔膜（3）（图1）。实验结果表明，3与钾枝晶的确发生了钝化反应，且达到了延长电池寿命的目的，并且该结构的机械性能也得了大幅度提升，为未来研究低成本和可拉伸的碱金属电池奠定了基础。该论文第一作者为硕士生牟培芝。

⒌根据估算可知使用口罩充当隔膜的成本几乎是隔膜的1/60，即使是加上回收废弃口罩所带来的成本，也仅约为隔膜的1/30。除此之外，润湿一个3隔膜所需的电解液仅为的1/3，进一步缩减了电池的制作成本。从拉伸测试可以看出，3隔膜各分层的抗形变能力均远超传统隔膜，其中3层在应力为12.36 时才会发生断裂。

⒍图2（-）隔膜各分层与的应力-应变曲线。（）测试过程的光学照片。

⒎基于置换反应的原理，作者采用了在隔膜内部预埋3的方式来应对枝晶问题。其钝化过程如下：当钾金属表面的枝晶密度到达一定程度会最先刺破口罩最外层的熔喷布，从而接触到预埋在纺丝层的3后发生置换反应，在纺丝层侧形成钝化层的同时也减少了钾枝晶的数量，成为了保护隔膜的最后一道防线，从而达到了延长电池寿命的目的。如图3-所示， 3隔膜可以在电流密度为0.4 -2的情况下完成长循环。为了验证其是否具备称为柔性器件的潜力，作者还将该隔膜制成软包电池进行实际应用。研究表明在不同的弯曲程度下，电池均能保证计时器的正常运转。在未来，作者还希望在此基础进行改性，在做到延长电池寿命的同时还能进一步优化电化学性能。

⒏图3（）3隔膜的钝化反应示意图。（-）3与隔膜组装的对称电池循环曲线。（-）3隔膜在不同弯曲角度下的工作情况。

⒐使用口罩作为基地制备隔膜，不仅能减少废弃口罩对环境造成的压力，还能在后疫情时代缓解口罩生产过剩问题。配合上简单的静电纺丝策略，使得隔膜的制作原材料更加易得，且与相比各方面的性能都有所提升。

⒑3隔膜具有以下优点：。

⒒（2）电解液润湿性能好。隔膜厚度更薄，电池体积更小更轻便。

⒓（3）抗拉强度防枝晶刺穿能力增强，并且具备成为柔性器件的潜力。

⒔（4）预埋的3可以消耗钾枝晶形成钝化层从而延长电池使用寿命。

⒕基于以上研究和讨论，通过改性废弃多孔有机材料来替代传统玻璃纤维隔膜是可行的。对于碱金属电池，减少枝晶的生长虽然重要，但已经生成的枝晶也需要被消耗。因此，研制具备消耗枝晶并将其转化为对电池有利成分的功能的隔膜至关重要。这种方式为解决其他金属电池的枝晶问题提供了新的设计思路，有望在不久的将来实现低成本，环境友好和安全稳定的金属电池。

⒖- -仿真复原 3 口罩 复原仿真口罩。