中國儲能網(wǎng)訊：近日，美國康奈爾大學的科研人員研發(fā)出兩種新方法，可改善鋰硫電池電極的耐用性和性能。有關這兩種新方法的研究報告分表發(fā)表在《ACS納米》和《美國化學學會》上。
理論上講，鋰硫電池的容量是目前電池電極的5倍，電壓約為2.123V。盡管鋰硫電池的這些特性非常突出，但是，鋰硫電池的循環(huán)利用性很低。
在50次充電循環(huán)之后，鋰硫電池的容量密度迅速下降，主要是因為起到媒質(zhì)作用的Li2Sn(4≤n≤8)溶解、體積膨脹以及硫化物、多硫化合物的低導電性。
第一種方法是穩(wěn)定硫：研究人員使用支鏈淀粉（amylopectin），一種多糖，是玉米淀粉的主要成分。用覆有支鏈淀粉的化合物（GO-S-Amy)制作一個三維交聯(lián)結構。
借助這個交聯(lián)結構，氧化石墨烯中的硫粒子得到有效控制，并且與未覆有化合物（GO-S-Amy)的相比，循環(huán)性也得到了很大改善。
另一種方法是提高鋰硫電池的耐用性：通過加熱硫化核殼結構的聚苯胺硫（polyaniline?sulfur），得到中空核殼結構的納米化合物（S-Pani) 。
科研人員發(fā)現(xiàn)，與化學淋濾方法相比，加熱方法能得到更多的均勻的中空核殼結構。此外，中空核殼納米結構的循環(huán)性得到很大改善，這是因為聚合物殼內(nèi)部的空隙能夠在鋰化反應過程中容納硫的體積膨脹。
中空核殼結構物質(zhì)在充電200次之后，穩(wěn)定性仍然很高。從化學角度講，這個聚苯胺涂層是一個苯環(huán)和銨基串在一起形成的鏈狀結構，柔軟、靈活，能夠使“殼”在長期的循環(huán)過程中不開裂。
康奈爾大學中心已經(jīng)提出了相關的臨時專利申請。一家名為Lionano的初創(chuàng)公司正在將這些技術進行商業(yè)化，并投入市場。
該研究項目得到美國能源部的資金支持。（中國儲能網(wǎng)獨家編譯）
