高度多孔石墨烯氣凝膠的質量允許足夠高的浸泡使陰極電解液硫有價值的概念
瑞典查爾默斯理工大學的科學家們認為，一種含有石墨烯海綿的電解液的新型電池可以幫助鋰硫電池脫穎而出，最終取代鋰離子電池。
研究人員發現，由還原氧化石墨烯製成的多孔海綿狀氣凝膠可以作為電池中的獨立電極，更好地、更高地利用硫，其能量密度是鋰離子電池的5倍以上。
傳統的電池由兩個支撐電極組成:一個是陽極，另一個是陰極，陰極上塗有活性物質;一個是液體電解質，允許離子來回轉移;一個是隔膜，作為物理屏障，阻止兩個電極之間的接觸，同時仍然允許離子轉移。
在之前的研究中，研究人員著眼於將陰極和電解質結合成一種稱為電解質的液體，以減少電池重量，同時提高充電速度和增加供電能力。
研究人員發現，通過添加一層薄薄的多孔石墨烯氣凝膠，就像海綿一樣吸收富含硫的catholyte，他們可以進一步改善電池性能。
石墨烯氣凝膠的多孔結構是關鍵。它吸收大量的陰極電解液,給你足夠高硫負荷使陰極電解液有價值的概念。 這種半流質的陰極電解液是至關重要的。 它允許硫來回循環沒有任何損失。 它不是通過解散——因為它已經失去了溶解到陰極電解液的能力。
研究人員還將一些溶液應用到隔膜上，以發揮電解質的作用，使電池中的硫含量最大化。鋰離子電池在幾乎所有的電子設備和車輛中都有廣泛的應用，但隨著現代設備的發展，鋰離子電池的運行需要越來越多的能量，而鋰離子電池的發展也接近尾聲。
近年來，研究人員一直在爭先恐後地尋找替代品，他們把目光對準了鋰硫電池，這種電池的理論能量密度為每千克1000至1500瓦時，遠遠超過了目前鋰離子電池每千克300瓦時的極限。此外，硫很便宜，含量很高，而且更環保。
鋰硫電池還有一個優點，就是不需要像鋰離子電池那樣含有對環境有害的氟。雖然好處很多，但鋰硫電池也有一些缺點，包括不穩定和低循環壽命，阻礙了鋰硫電池的應用。然而，通過減少溶解在電解質中的硫，並避免硫分子從陰極遷移到陽極的穿梭效應，新原型在350次循環後顯示出85%的容量保持能力提高。
儘管這項新技術前景光明，但研究人員仍需要開發新的製造工藝，使電池具有商業可行性。
文章轉載自公眾號：石墨烯雷達
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