加拿大滑鐵盧大學(xué)的研究人員5月18日稱，他們制成了一種比傳統(tǒng)鋰電池容量大3倍的硫鋰電池原型,。相關(guān)研究當(dāng)日發(fā)表在《自然—材料學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上,。

鋰硫電池具有十分廣闊的應(yīng)用前景，化學(xué)家們已經(jīng)為此進(jìn)行了近20年的研究,。硫和鋰被認(rèn)為是最為理想的一種電池材料,，這兩種化學(xué)物質(zhì)的結(jié)合不但能提供高密度的能量，在穩(wěn)定性,、安全性和壽命上也更為出色,。另外，在成本上,，硫的價(jià)格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前在鋰電池中所廣泛使用的其他材料,。

但電池陰極的制造一直是困擾人們的一大難題，這部分在充放電中負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和釋放電子,，在這種可逆的電化學(xué)反應(yīng)中為了實(shí)現(xiàn)較高的電流,，必須使其中的硫與類似碳這樣的導(dǎo)體緊密接觸,，而此前并無十分有效的方式。

滑鐵盧大學(xué)琳達(dá)·納扎爾教授所帶領(lǐng)的研究小組通過納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了碳和硫的緊密結(jié)合,。在實(shí)驗(yàn)中他們采用了一種被稱為介孔碳的多孔碳材,。在納米水平上，這種類型的碳在孔徑和孔容量上十分一致,。通過納米技術(shù),，該小組將其制成了一種空心碳管，每根厚6.5納米,，孔徑3至4納米,。由于硫可被加熱和融化，當(dāng)接觸碳管后它們就被吸入并凝固收縮為硫納米纖維,。研究人員通過電子顯微鏡對(duì)灌注過硫的碳管剖面進(jìn)行檢查后發(fā)現(xiàn),，在所有的孔徑中均充滿了硫，碳和硫?qū)崿F(xiàn)了十分完美的結(jié)合,。

納扎爾稱,，由這種復(fù)合材料所制成電池的電量可達(dá)到理論值的80%%，而且在保持較低成本,、良好循環(huán)性和較好穩(wěn)定性的前提下,，其能量密度比由傳統(tǒng)鋰過渡金屬氧化物陰極制成的電池高3倍。這種多孔碳材的“吸漲”技術(shù)為其他復(fù)合材料的研制也提供了一條新的途徑,。在未來的研究中他們還將進(jìn)一步完善這種陰極材料的結(jié)構(gòu)和性能,。