近日，德國(guó)弗勞恩霍夫材料與射線技術(shù)研究所成功研發(fā)出一種新型的含硫電極材料，該材料用于鋰硫電池中可獲得高達(dá)900毫安時(shí)/克的質(zhì)量比容量。據(jù)悉，新成果已于本月12日在德累斯頓舉辦的第九屆國(guó)際納米技術(shù)研討會(huì)上展出。
    無(wú)論是基于電動(dòng)車發(fā)展的需要還是太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源開發(fā)利用的需要，開發(fā)一種具有超大容量的充電電池已經(jīng)成為當(dāng)今各國(guó)的共同追求。但是電池系統(tǒng)的能量密度低一直以來(lái)是難以突破的瓶頸。為了顯著改進(jìn)現(xiàn)有電池系統(tǒng)的性能，科學(xué)家們不斷進(jìn)行電極材料的研發(fā)。這其中，硫被視為一種非常有潛力的材料。硫的理論比容量超過(guò)1600毫安時(shí)/克。
    用硫作為作為電池電極不僅能大大提高電池的能量密度，而且能實(shí)現(xiàn)低成本取得。因?yàn)榱蚴且环N廉價(jià)、無(wú)毒、儲(chǔ)量豐富的資源。但是硫作為電極存在導(dǎo)電性不好的缺陷，因此必須被放置在導(dǎo)電的凹模中，并盡可能在納米尺度上接觸，才可以在電化學(xué)中使用。
    硫的導(dǎo)電性差問(wèn)題大大限制了其在儲(chǔ)能電池以及車用動(dòng)力電池方面的應(yīng)用。此次，IWS的科學(xué)家利用碳納米管巨大的比表面積和良好的導(dǎo)電性等特性，采用特殊的生產(chǎn)工藝造出了基于碳納米管的含硫電極，有效解決了硫作為電極導(dǎo)電性差的問(wèn)題。而所謂的特殊工藝，則是采用簡(jiǎn)單的涂層方法，使垂直排列的碳納米管直接在鋁、鎳、不銹鋼等金屬基板上面成長(zhǎng)，然后將硫滲透進(jìn)這種結(jié)構(gòu)中，形成所謂的硫納米森林，從而得到了穩(wěn)定而且結(jié)構(gòu)緊湊的電極。
    據(jù)悉，研究人員已將研發(fā)的硫納米森林電極應(yīng)用在鋰硫電池中，在測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新材料可以得到特別高的電池容量，基于硫的質(zhì)量計(jì)算能達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1300毫安時(shí)/克。而根據(jù)硫碳復(fù)合材料的質(zhì)量計(jì)算也能達(dá)到900毫安時(shí)/克，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋰電池。