最近,瑞典查默斯理工大學(xué)(Chalmers University of Technology)的研究人員在石墨烯氣凝膠的幫助下,利用陰極電解液,在鋰硫電池的研發(fā)上獲得了突破。
研究員是將多孔的石墨烯氣凝膠當(dāng)作獨(dú)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(gè)電極直接接觸。為了減輕電池重量的同時(shí),加快充電速度,增強(qiáng)供電能力,學(xué)者們把陰極和電解質(zhì)結(jié)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(qiáng)吸附的特點(diǎn),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(yàn)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循環(huán)過(guò)程中硫的損失,因?yàn)榱蛞呀?jīng)溶解在陰極電解液中。
為了讓陰極電解液發(fā)揮其電解質(zhì)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(xiàn)今,電池市場(chǎng)占最大份額的是鋰離子電池,有該種電池的實(shí)際性能已接近極限,為了滿足今后市場(chǎng)的需求,尋找新型電極材料與改進(jìn)傳統(tǒng)電池的技術(shù)變得越來(lái)越重要。為了讓鋰電池在市場(chǎng)上站穩(wěn)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循環(huán)穩(wěn)定性外,還能用低維過(guò)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。