研究人员解决了锂硫电池中间产物易溶解的难题成功向商业化迈进【钜大锂电】

可充电电池是以可持续的方式满足世界日益增长的能源需求的必需品，但并非所有的电池都是一样的。冲绳科技大学研究生院能源材料和表面科学组的研究人员致力于优化这种能源的一个有希望的候选者--锂硫电池。这项研究发表在《自然通讯》上。

"锂硫电池可以比已经商业化的锂离子电池储存更多的能量，用数字表示，一辆使用锂离子电池的电动汽车充满电之后平均可以行驶300公里。有了锂硫电池提供的改进的能量储存，应该有可能将其扩展到500公里。"这项研究的第一作者张辉博士说。

但是阻碍锂硫电池商业化的主要挑战是，中间产品容易溶解。在建造电池的过程中，硫会与锂发生反应，形成一种产品。这有两个阶段：在第一阶段，产品将是多硫化锂，它很容易溶解成多硫化物。如果发生这种情况，多硫化物将损害电池的性能，导致其寿命大大降低。为了优化电池，多硫化锂需要尽快转变为最终产品，即Li2S2或Li2S。为了做到这一点，研究人员利用了两种不同的材料--二氧化钛，它可以吸收不需要的多硫化物，而TiN则可以加速这一过程。

"利用这两种材料，我们开发了一种低成本且易于应用的混合材料，我们发现，它具有改善电池性能的出色能力。"本研究的第二作者LuisOno博士说。

这些材料是非常敏感的。为了最大限度地提高电池的效率，研究人员在纳米尺度上进行研究。他们发现，10纳米的TiN和5纳米的TiO2创造了最有效的产品。随着多硫化物被吸收和整个过程被加速，电池的性能得到了极大的改善。这转化为更短的充电时间，更长的充电间隔时间，以及更大的整体寿命。为了确定这一点，研究人员对电池进行了200次循环，发现其效率几乎相同。