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）
