成本低廉的造紙衍生物質搖身一變成鋰硫電池電極材料

造紙工業(yè)一種很常見的副產品木質磺酸鹽，已被壬色列理工學院科學家證明可做為鋰硫電池的低成本電極材料，目前研究小組創(chuàng)建了一款手表鋰硫電池原型，下一個工作將試著擴大原型。

鋰硫電池能量密度至少是鋰離子電池的兩倍之多，因此盡管可充電鋰離子電池是市場當紅炸子雞，科學家還是對鋰硫電池的開發(fā)產生濃厚興趣。

可充電電池主要由兩個電極、電極間的液體電解質以及隔離膜組成，鋰硫電池的陰極由硫碳基質構成，陽極使用鋰金屬氧化物。在元素形式中，硫是不導電的，但當硫在高溫下與碳結合時會變得高度導電，因此被看好應用于新型電池技術中。

然而，鋰硫電池的一大挑戰(zhàn)是硫很容易溶解到電池電解質中，導致兩側電極在循環(huán)僅僅幾個周期后就惡化，盡管科學家試圖使用不同形式的碳如納米碳管、復雜的碳泡沫等將硫穩(wěn)在適當位置，但成效有限。

壬色列理工學院研究團隊現在找到一種簡單方法，可以從單一原材料中創(chuàng)造出最佳的硫基陰極，他們將造紙工業(yè)的主要副產品木質磺酸鹽（lignosulfonate）進行干燥處理，然后放到石英爐管（quartz tube furnace）中加熱至 700℃，于高熱之下驅除大部分硫氣，但留下一些多硫化物（硫原子鏈），可深度嵌入活性碳基質中。

研究人員重復加熱過程好讓適量硫嵌入碳基質中，接著將材料研磨并與惰性聚合物黏合劑混合，于鋁箔上形成陰極涂層，證實可以用這種廉價、豐富的造紙衍生物質來建構鋰硫電池。

目前團隊設計了一款鋰硫電池原型，規(guī)格為手表電池，可循環(huán)充放電約 200 次。下一步工作是擴大原型，以顯著提高放電率和電池循環(huán)壽命，使電池有機會為大型數據中心供電、微電網和傳統電網提供更便宜的能源存儲選項。

來源Technews科技新報

作者Emma Lin