最近,瑞典查默斯理工大學(Chalmers University of Technology)的研究人員在石墨烯氣凝膠的説明下,利用陰極電解液,在鋰硫電池的研發上獲得了突破。
研究員是將多孔的石墨烯氣凝膠當作獨立電極,從而提高硫利用率。通常的鋰電池含有分離器的裝置,能有效隔絕兩個電極直接接觸。為了減輕電池重量的同時,加快充電速度,增強供電能力,學者們把陰極和電解質結合在一起,成為“陰極電解液”,這一概念的成功就必須要用到石墨烯氣凝膠。
石墨烯氣凝膠是一種類似海綿狀的材料,具有高彈性、強吸附的特點,作為電極的話,可吸收大量陰極電解液,得到足夠的硫,從而驗證陰極電解液概念。此類半液體陰極電解液能有效防止在電池迴圈過程中硫的損失,因為硫已經溶解在陰極電解液中。
為了讓陰極電解液發揮其電解質的作用,還在分離器中加入了部分陰極電解液,這也能提高了電池的硫含量。
現今,電池市場占最大份額的是鋰離子電池,有該種電池的實際性能已接近極限,為了滿足今後市場的需求,尋找新型電極材料與改進傳統電池的技術變得越來越重要。為了讓鋰電池在市場上站穩腳跟,除了可以用石墨烯氣凝膠提高鋰硫電池的能量密度和迴圈穩定性外,還能用低維過渡金屬氧化物材料(納米三氧化鎢、氧化鉬)作為電池電極的摻雜劑。