許多電池科學(xué)家對鋰硫電池的烯釋希望潛力感興趣，因?yàn)橹辽購睦碚撋现v，放鋰它們以相對較低的硫電成本提供了高能量密度。但是石墨，鋰硫電池面臨許多挑戰(zhàn)，烯釋希望包括硫的放鋰低電導(dǎo)率以及在放電周期中陰極尺寸會顯著膨脹的趨勢，這種趨勢使陰極材料無法像電池一樣密集地包裝在電池中。硫電科學(xué)家們想要。石墨
為了解決這些問題并使鋰硫電池更加接近現(xiàn)實(shí)，烯釋希望能源部(DOE)阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室，放鋰伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校(UIC)和俄勒岡州立大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的由硫化鋰制成的正極材料被石墨烯封裝。
為了制造陰極材料，Argonne化學(xué)家JunLu和KhalilAmine加熱了鋰金屬，然后將其暴露于二硫化碳?xì)怏w(一種常見的工業(yè)溶劑)中。硫化鋰的產(chǎn)生以及石墨烯的包封都是自發(fā)發(fā)生的。
盧說：“這是一個非常漂亮的反應(yīng)，因?yàn)樗徊骄彤a(chǎn)生了一種常見的化合物。”“由于改善了電導(dǎo)率，穩(wěn)定性和負(fù)載，該設(shè)計對于硫化鋰電極而言似乎非常有趣。最重要的是，該反應(yīng)可以輕松擴(kuò)大規(guī)模以用于工業(yè)生產(chǎn)。”
這項(xiàng)發(fā)表在《自然能源》上的研究有助于解決鋰硫電池面臨的一些挑戰(zhàn)。首先，因?yàn)榱蚧囮帢O材料已經(jīng)包含了鋰(就像在完全放電狀態(tài)下一樣)，所以阿貢大學(xué)的科學(xué)家預(yù)計循環(huán)期間陰極中的體積不會膨脹。
由于其緊湊性和增強(qiáng)的導(dǎo)電性，石墨烯包裹的硫化鋰復(fù)合材料具有很高的質(zhì)量負(fù)載，這是決定鋰硫電池可能實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。另外，硫化鋰陰極可以與非鋰金屬陽極耦合，這可以避免在許多基于鋰陽極的電池中形成樹枝狀晶體的問題。
使用透射電子顯微鏡在Argonne的納米級材料中心研究了該材料，并在Argonne的AdvancedPhotonSource的原位同步加速器X射線技術(shù)中進(jìn)行了研究。
基于這項(xiàng)研究的論文“在CS2中燃燒鋰，以制造高性能的緊湊型Li-S電池Li2S-石墨烯納米膠囊”，發(fā)表在6月12日的《自然能源》上。
