石墨烯可以改善锂硫电池

新型石墨烯气凝胶“海绵”可以改善锂硫电池的循环寿命，使其能够取代今天的锂离子电池。石墨烯的新用途可以解决锂硫电池的缺点。锂硫电池与目前的商用锂离子电池相比具有几个优点，包括更高的能量密度。最好的锂离子电池可以在每公斤约300瓦时工作，理论最大值约为350.但是，锂硫电池的理论能量密度约为每千克1000至1500瓦时，大约是锂离子电池。

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“硫磺价格便宜，丰富，环保。锂硫电池还具有不需要含有任何对环境有害的氟的优点，这在锂离子电池中很常见，“瑞典Chalmers物理系教授AleksandarMatic说，他领导的研究小组的目标是提高锂硫电池的性能。他们的工作在Chalmers新闻稿中有所描述。

根据Chalmers的研究人员的说法，在石墨烯海绵的帮助下使用阴极电解液可以显着提高锂硫电池的循环寿命。在测试他们的新原型时，Chalmers研究人员证明在350次循环后容量保持率为85%。

据新闻报道，“研究人员之前曾尝试将阴极和电解质合并为一种液体，即所谓的'阴极电解液'。这个概念可以帮助减轻电池的重量，并提供更快的充电和更好的电源能力。现在，随着石墨烯气凝胶的发展，这个概念已经证明是可行的，提供了一些非常有希望的结果。“石墨烯是一种同素异形体形式的碳，由排列成六边形晶格的单层碳原子组成。

“你拿气凝胶，这是一根细长的管子，然后你切片-就像一个萨拉米香肠。你拿着那片切片，压缩它，以适应电池，“查尔莫斯物理系的CarmenCavallo说，这项研究的首席研究员。接下来，将富含硫的溶液-阴极电解液-添加到电池中。

“石墨烯气凝胶的多孔结构是关键。它吸收了大量的阴极电解液，为您提供足够高的硫负荷，使阴极电解液的概念变得有价值。这种半液体阴极电解液在这里非常重要。它允许硫来回循环而没有任何损失。它不会因溶解而丢失-因为它已经溶解在阴极液中，“卡瓦罗说。根据新闻发布，一些阴极电解质溶液被施加到隔板，内部物理屏障防止两个电极之间的接触，以及它可以实现其电解质作用。这也最大化了电池的硫含量。

从Chalmers发布的消息来看，“新设计避免了锂硫电池退化的两个主要问题-一个是硫溶解到电解液中并且丢失了，两个是'穿梭效应'，即硫分子从阴极迁移到阳极。在这种设计中，这些不良问题可以大大减少。“

虽然结果很有希望，但研究实际上只处于初期阶段。与电池研究的大量结果一样，这些气凝胶石墨烯锂硫电池很快就会进入市场的可能性很小。“由于这些电池是以大多数普通电池的替代方式生产的，因此需要开发新的制造工艺以使其具有商业可行性，”Matic说。