正相关性! 环形硫化锂有利于电池性能的提高

韩国高等科学技术研究院（KAIST）的研究团队开发出了一种具有甜甜圈状（即环形）活性物质结构的锂硫电池，600次循环后，电池性能依然良好。（该研究结果发表在了“Advanced Science”杂志上，英文名为“An Ultrahigh Capacity Graphite/Li2S Battery with Holey-Li2S Nanoarchitectures”）与锂离子电池（LIB）相比，它具有更高的能量密度和更低的生产成本，其可用于需要更长电池寿命的电动车辆中。

图片显示的为：Li2SO4 / CNT和Li2S / CNT电极的结构表征以及形成多孔Li2S纳米结构的设想机制。 图片来源：韩国高等科学技术研究院

为了开发高能量密度的锂硫电池，科研人员已经进行了大量的研究。因为锂离子电池每次充电后能提供给车辆的行驶距离较短。然而，由于锂金属阴极的可逆性差，锂硫电池仍然不能提供更长的寿命周期。为了解决这个问题，化学和生物分子工程系的Hee-Tak Kim教授和他的团队选用了硫化锂（Li2S）阴极，并将它们与石墨阳极结合起来，以提高电池的能量密度和使用寿命。

然而，硫化锂是昂贵的，并且到目前为止，还没有一个电极结构和电解质的设计，能够让电池在石墨阳极和硫化锂阴极之间实现更长的使用寿命。

因此，该团队从原料开发的低成本硫化锂中生产出了一种环形硫化锂阴极活性材料。他们还开发了一种新型锂硫电池，该电池包括石墨阳极以及使用高浓度盐电解质的硫化锂阴极。

该环形硫化锂通过改善锂离子的转移，表现出了优异的充放电可逆性。其高浓度盐电解质在石墨电极表面可形成稳定的薄膜，具有很强的耐久性。

通过这项技术，该团队研发的锂硫电池的能量密度比传统的锂离子电池的能量密度高30％，600多次循环之后，电池性能依然良好。该环形硫化锂基电极可以使用低成本原料和单一热处理工艺制造。这种电极也可以应用于现有的锂离子电池中。

Kim教授说：“我们已经证明，将低成本硫化合物应用于锂离子电池中，可以同时改善电池的能量密度和使用寿命。”