近日，德國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900毫安時/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際納米技術(shù)研討會上展出。
    無論是基于電動車發(fā)展的需要還是太陽能、風能等新能源開發(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)成為當今各國的共同追求。但是電池系統(tǒng)的能量密度低一直以來是難以突破的瓶頸。為了顯著改進現(xiàn)有電池系統(tǒng)的性能，科學家們不斷進行電極材料的研發(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1600毫安時/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，而且能實現(xiàn)低成本取得。因為硫是一種廉價、無毒、儲量豐富的資源。但是硫作為電極存在導電性不好的缺陷，因此必須被放置在導電的凹模中，并盡可能在納米尺度上接觸，才可以在電化學中使用。
    硫的導電性差問題大大限制了其在儲能電池以及車用動力電池方面的應用。此次，IWS的科學家利用碳納米管巨大的比表面積和良好的導電性等特性，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電性差的問題。而所謂的特殊工藝，則是采用簡單的涂層方法，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，然后將硫滲透進這種結(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用在鋰硫電池中，在測試過程中發(fā)現(xiàn)新材料可以得到特別高的電池容量，基于硫的質(zhì)量計算能達到創(chuàng)紀錄的1300毫安時/克。而根據(jù)硫碳復合材料的質(zhì)量計算也能達到900毫安時/克，遠高于傳統(tǒng)鋰電池。