近期，澳大利亞的科學家們為這種有前途的電池提出了一種新的設計，包括添加糖來解決原有的穩定性問題，這一舉動使鋰硫電池可以穩定運行超過1000次。這項研究成果已于近日發表在了《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

 

盡管鋰硫電池的高容量一直推動著科學家們努力開發其成為一種主流應用，但也一直受到穩定性問題的困擾。由于電池的正硫電極在充電過程中膨脹和收縮，它會受到顯著的壓力，從而損壞電極結構。同時，負極也會被硫化合物所污染。

 

去年，墨爾本莫納什大學（Monash University）的一個電池研究小組想出了一個解決方案，解決了這個問題的一半。科學家們開發了一種特殊的粘合劑，可以在硫粒子周圍創造額外的空間，這意味著它們在充電期間有更多的空間安全膨脹。這樣做的結果就是一個高容量的鋰硫電池，能夠循環使用超過200次。

 

現在，科學家們又把目標對準了等式的另一邊，即負的鋰電極，它實際上被硫“窒息”了。這一突破源于1988年的一項研究，該研究展示了一些糖基物質如何通過促進硫化物之間的強鍵來避免地質沉積物的降解。

 

他們的目標是將這種方法應用到鋰-硫電池上，以防止硫鏈（即多硫化物）從正極釋放出來，這些硫鏈往往會在負極上移動并形成苔蘚。研究小組在電極的網狀結構中引入了一種糖基添加劑，作為粘結劑，形成網狀微結構，幫助調節多硫化物的移動。

 

最終，攜帶糖添加劑的實驗電池顯示，其容量約為700 mAh/g，可穩定循環1000次。這項研究的論文第一作者、博士生Yingyi Huang說道，“這樣每次充電都能持續更長時間，延長電池的壽命。而且制造電池不需要那些奇異的、有毒的、昂貴的材料。”

 

不過，在鋰硫電池應用于智能手機和電動汽車之前，仍有一些問題需要解決，但研究人員表示，他們的技術有潛力存儲2到5倍于現在的鋰電池的能量，并且通過這項新的研究，相信他們已經向現實世界的應用邁出了關鍵的一步。

 

作者Mahdokht Shaibani博士說，“雖然我們的團隊已經解決了電池陰極側的許多挑戰，但仍需要在鋰金屬陽極的保護方面進行進一步的創新，以實現對這項有希望的技術的大規模應用——這些創新可能即將到來。”