韩国研发锂硫电池

本报讯  韩国大邱庆北科学技术院日前称，锂硫电池（LSB）由含硫阴极和浸泡在液体电解质中的锂阳极构成，而且由于成本低、无毒，硫储量丰富等原因，有望取代现在随处可见的锂离子电池。

不过，在电池中使用硫会遇到两个问题。首先，在电池“放电”循环过程中，在阴极上会形成可溶解的锂聚硫化物（LiPS），并扩散至电解质，且轻易地到达阳极，并在阳极逐渐降低电池的容量。第二，硫不具导电性。因此，需要采用一种导电多孔的主体材料来容纳硫，并同时在阴极捕获锂聚硫化物。近年来，由于碳基主体结构具导电性，人们对其进行了研究。但是，碳基主体材料不能捕获锂聚硫化物。

韩国大邱庆北科学技术院的科学家提出了一种名为“薄片有序介孔二氧化硅”（pOMS）的新型主体结构。他们的选择与众不同之处在于，低成本金属氧化物二氧化硅實际上并不具有导电性，但是，二氧化硅的极性很高，能够吸引锂聚硫化物等其他极性分子。

将导电碳基剂应用于pOMS结构时，结构空隙中原有的固体硫会溶解到电解质中，并扩散至导电碳基剂，将其还原以产生锂聚硫化物。通过此种方式，硫可以高效地参与到必要的电化学反应中，尽管二氧化硅不具导电性。同时，pOMS的极性特性确保锂聚硫化物会接近阴极，远离阳极。

科学家们还构建了类似的非极性、高导电性传统多孔碳主体结构，以与pOMS结构进行比较实验。负责领导该研究的Jong-Sung Yu教授表示：“含碳主体材料的电池最初的容量很高，但由于非极性碳和锂聚硫化物之间的微弱互动，导致电池容量很快就下降。……