作為一種潛力巨大的鋰離子電池，鋰硫每單位重量的儲能量可達五倍，但面臨著壽命要短得多的障礙。好消息是，《科學進展》雜誌近日報導稱：由Mahdokht Shaibani博士帶領的澳大利亞莫納什大學研究團隊，已經找到了足夠穩定的新型鋰硫電池結構，有望將智能手機的續航時間提升至五天。

（來自：Monash University，via：Science Advances）

據悉，新型結構能夠讓鋰硫電池具有前所未有的充放電效率，從而將智能手機的典型續航時間提升至數天。馬哈德克特·夏巴尼博士指出：

諷刺的是，由於鋰硫電池硫電極的容量太大，此前在大規模應用時，往往難以應付由此產生的強大壓力，導致其容易出現破裂。

這種由應力導致的關鍵組件的變形和連接失效—— 即負責將電子傳遞到絕緣硫的碳基體、以及將這兩種材料結合在一起的聚合物粘合劑—— 最終會導致電池性能的迅速衰減。

有鑑於此，Shaibani 和一支國際研究團隊合作，開始尋找將兩者更穩固地連接到一起的方法。有趣的是，她並沒有使用粘合材料來形成密集的網絡，而是決定“給硫顆粒一些喘息的空間”。

（圖自：Dr. Mahdokht Shaibani，via New Atlas）

如圖所示，新型鋰硫電池結構仍依賴於傳統的粘合劑，但採取了不同的處理方式，從而在碳基質和硫顆粒之間形成超強的橋接鍵，能夠在充電過程中隨著電池的膨脹而留出額外的空間。

換言之，研究團隊創建了一個類似的網絡，但僅在相鄰粒子間放置了最少量的粘合劑，從而增加了容納結構變化、及其產生的應力的空間。

在超過200 次循環的初步實驗中，新型鋰硫電池結構已表露出一絲希望—— 充放電效率超過了99% 。據其所知，這種高容量電極是前所未有的。

研究人員指出，新型電池有望為智能手機帶來長達五天的續航，或者讓電動汽車行駛1000 公里以上而無需充電。後續其計劃進一步擴展測試，以探討作為EV 動力電池或太陽能儲能電池的前景。

與此同時，研究團隊還申請了相關專利。與傳統鋰離子電池相比，新型鋰硫電池結構不僅改善了性能，還有望大幅降低成本、並減少對環境的影響。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學進展》雜誌上，原標題為：

《Expansion-tolerant architectures for stable cycling of ultrahigh-loading sulfur cathodes in lithium-sulfur batteries》