近日，德國弗勞恩霍夫材料與射線技術(shù)研究所成功研發(fā)出一種新型的含硫電極材料，該材料用于鋰硫電池中可獲得高達(dá)900毫安時/克的質(zhì)量比容量。據(jù)悉，新成果已于本月12日在德累斯頓舉辦的第九屆國際納米技術(shù)研討會上展出。
    無論是基于電動車發(fā)展的需要還是太陽能、風(fēng)能等新能源開發(fā)利用的需要，開發(fā)一種具有超大容量的充電電池已經(jīng)成為當(dāng)今各國的共同追求。但是電池系統(tǒng)的能量密度低一直以來是難以突破的瓶頸。為了顯著改進(jìn)現(xiàn)有電池系統(tǒng)的性能，科學(xué)家們不斷進(jìn)行電極材料的研發(fā)。這其中，硫被視為一種非常有潛力的材料。硫的理論比容量超過1600毫安時/克。
    用硫作為作為電池電極不僅能大大提高電池的能量密度，而且能實現(xiàn)低成本取得。因為硫是一種廉價、無毒、儲量豐富的資源。但是硫作為電極存在導(dǎo)電性不好的缺陷，因此必須被放置在導(dǎo)電的凹模中，并盡可能在納米尺度上接觸，才可以在電化學(xué)中使用。
    硫的導(dǎo)電性差問題大大限制了其在儲能電池以及車用動力電池方面的應(yīng)用。此次，IWS的科學(xué)家利用碳納米管巨大的比表面積和良好的導(dǎo)電性等特性，采用特殊的生產(chǎn)工藝造出了基于碳納米管的含硫電極，有效解決了硫作為電極導(dǎo)電性差的問題。而所謂的特殊工藝，則是采用簡單的涂層方法，使垂直排列的碳納米管直接在鋁、鎳、不銹鋼等金屬基板上面成長，然后將硫滲透進(jìn)這種結(jié)構(gòu)中，形成所謂的硫納米森林，從而得到了穩(wěn)定而且結(jié)構(gòu)緊湊的電極。
    據(jù)悉，研究人員已將研發(fā)的硫納米森林電極應(yīng)用在鋰硫電池中，在測試過程中發(fā)現(xiàn)新材料可以得到特別高的電池容量，基于硫的質(zhì)量計算能達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1300毫安時/克。而根據(jù)硫碳復(fù)合材料的質(zhì)量計算也能達(dá)到900毫安時/克，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋰電池。