新加坡科学、技术和研究署 信用:新加坡科学、技术和研究署 新加坡纳米生物实验室(NBL)的科学家开发了一种制备下一代锂硫阴极的新方法，这种方法简化了通常耗时且复杂的生产过程
这代表着锂硫电池商业化的一个有前途的步骤，并解决了工业对提高电池性能的新材料的生产规模的实用方法的需求
虽然锂离子电池被广泛认为是能够有效地为现代通信设备供电的先进技术，但是由于其固有的电化学不稳定性，其具有诸如存储容量有限和安全问题等缺点
这种情况将随着NBL的研究小组开发的一种新的简化技术而改变，该技术利用廉价的商业材料开发锂硫阴极
硫的高理论能量密度、低成本和丰富性使得锂硫电池系统作为锂离子电池的潜在替代品而广受欢迎
从理论上讲，锂硫电池能够储存比锂离子电池多10倍的能量，但迄今为止，电池的反复充放电仍无法维持这一能力
NBL的锂硫阴极显示出高达1220毫安时/克的优异比容量，这意味着1克这种材料可以储存1220毫安时的电荷
相比之下，典型的锂离子阴极的比能量为140毫安时/克
此外，NBL的阴极可以在200个充电周期内保持高容量，而性能损失极小
关键是NBL独特的两步制备阴极的方法
信用:新加坡科学、技术和研究署 通过在添加硫源之前首先构建碳主体，研究人员获得了三维互联多孔纳米材料
这种方法防止了NBL的碳支架在电池充电时坍塌，不像常规制备的阴极那样
后者在初始充电和放电周期中崩溃，导致结构变化
因此，传统的阴极变得高度致密，具有较低的表面积和较小的孔，导致电池性能低于NBL的碳支架
事实上，与传统制备的硫阴极相比，NBL的阴极比容量高48%，容量衰减小26%
当更多的硫被添加到材料中时，NBL的阴极获得了每平方厘米4毫安时的高实用面积容量
“我们已经表明硫阴极的制备技术对锂硫电池的电化学性能有很大的影响，”杰基教授说
应是研究小组的负责人
“我们的方法在工业上是可扩展的，我们预计它将对实用锂硫电池的未来设计产生重大影响
" NBL的研究人员不仅致力于设计和优化阴极，还通过纳米材料工程设计和优化阳极、隔膜和电解质
目标是为锂硫电池开发一个完整的电池系统，与传统的锂离子电池相比，该系统具有更高的储能能力
这种新的电池系统可以比现在的电池使用更长的时间，并且对电子设备、电动汽车和电网能量存储有很大的兴趣
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