研究人员利用石墨烯气凝胶助锂硫电池突破
据外媒报导，为了适应环境电气化未来的市场需求，必须研发新型电池技术，其中一个自由选择就是锂硫电池，与锂离子电池比起，理论上来说，此种电池能量密度要低5倍。最近，瑞典查默斯理工大学（ChalmersUniversityofTechnology）的研究人员在石墨烯海绵（graphenesponge）的协助下，利用阴极电解液，在此种电池的研发上取得了突破。
据外媒报导，为了适应环境电气化未来的市场需求，必须研发新型电池技术，其中一个自由选择就是锂硫电池，与锂离子电池比起，理论上来说，此种电池能量密度要低5倍。最近，瑞典查默斯理工大学（ChalmersUniversityofTechnology）的研究人员在石墨烯海绵（graphenesponge）的协助下，利用阴极电解液，在此种电池的研发上取得了突破。
研究人员的点子十分精致，利用一种由还原成水解石墨烯做成的多孔、类似于海绵的气凝胶，当成电池的独立国家电极，从而更佳地利用硫、提升利用率。传统电池由四部分构成，首先，有两个覆盖面积活性物质的承托电极，即阳极和阴极；它们之间是电解质，一般来说是液体，可让离子往返移往；第四个部分是分离器，作为物理屏障，可避免两个电极认识的同时，容许离子移往。此前，研究人员曾尝试将阴极和电解质融合在一起，沦为“阴极电解液”。该概念有助减低电池重量，同时使电池速度更加慢，供电能力更加强劲。
现在，由于石墨烯气凝胶获得了发展，该概念被证明有效地不切实际，而且前景很好。首先，研究人员在一个标准电池盒内流经薄薄的一层多孔石墨烯气凝胶。
查默斯理工大学物理系兼任本研究的首席研究员CarmenCavallo回应：“气凝胶是一个宽髯型的圆柱体，将它像托意大利香肠一样小块薄片，然后将薄片断裂放进电池。然后再拿一种含硫非常丰富的溶液，即阴极电解液，重新加入到该电池中。多孔气凝胶作为承托，不会像海绵一样吸取该溶液。
”“石墨烯的多孔结构是关键，可吸收大量阴极电解液，获得充足的硫，进而使阴极电解液概念以求构建。此类半液体阴极电解液十分有适当，可以在硫循环的过程中不损失任何硫，由于硫早已沉淀在阴极电解液中，因此会因沉淀而损失”。
为了使阴极电解液充分发挥其电解质的起到，还在分离器中重新加入了部分阴极电解液，这也最大限度地提升了电池的硫含量。目前，大多数商用电池都是锂离子电池，但是此种电池的发展已相似无限大，为了符合更高的拒绝，找寻新型化学方法显得更为最重要。而锂硫电池具备多个优点，如能量密度更高。
目前，市场上最差的锂离子电池的工作效率为300瓦时／千克，理论上说道，仅次于平均350／千克。而理论上来说，锂硫电池的能量密度大约为1000至1500瓦时／千克。查默斯理工大学物理系教授兼任此次研究主导人AleksandarMatic回应：“此外，硫很低廉，储量非常丰富，而且更为环保。
此外，锂离子电池中广泛所含对环境危害的氟，而锂硫电池却没。”目前为止，锂硫电池的问题在于过于平稳，造成循环寿命短。但是在查默斯理工大学的研究人员在测试新的电池原型时，找到新的电池在350次循环后，仍维持85％的容量。
新的设计防止了硫锂电池水解过程中的两个主要问题，一个是硫沉淀到电解质中而遗失，另一个是硫分子从阴极迁入到阳极的“来回效应”。在这个设计中，此类问题的影响都被大大减少了。但是，研究人员认为，该项技术要几乎充分发挥市场潜力仍还有很长一段路要回头。AleksandarMatic回应：“由于此种电池的生产方式不同于大多数长时间电池，因此还必须研发新的生产工艺，以构建该电池的商业化。
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