鋰硫電池是一種非常有前景的儲能解決方案。科學家們已不斷取得令人興奮的進展，使其更接近商業現實。最新的進展來自澳大利亞蒙納士大學的研究人員，他們已經開發出一種新型的層狀組件，作為“拼圖”的關鍵部分，為這些設備提供了高容量和長壽命。
鋰硫電池的前景超出了其在每次充電時持有更多能量的潛力，其容量是普通鋰離子電池的2至5倍。鋰離子電池依賴于鈷、錳和鎳等金屬，而采購這些材料需要付出環境和人道主義成本，隨著世界向電動交通的轉變，供應預計將變得緊張。
相比之下，硫是豐富而廉價的，但采用硫的電池卻因其循環過程中發生的化學反應而出現了穩定性問題。在運行過程中，會形成稱為多硫化物的小顆粒，給電池的陽極帶來麻煩，并大大縮短設備的壽命。
我們已經看到了一些解決這個問題的有希望的方法，其中包括整合凱夫拉纖維以抑制多硫化物顆粒的移動，并使用一種罕見的硫的化學相來完全防止它們的形成。蒙納士大學的團隊在采取另一種方法方面取得了成功，該方法專注于位于電池兩個電極之間的分離層。
科學家們開發了這種重要的中間層的新版本，具有獨特的表面化學和均勻的孔隙網絡，可以抑制多硫化物的移動。同樣重要的是該層對鋰離子傳輸的影響，促進它們的移動，從而極大地提高設備的充電和放電速率。
領導這項研究的Matthew Hill教授說：“鋰電池中間層位于電池的中間，使電極分開，它幫助鋰從電池的一邊更快地到達另一邊。新的中間層克服了上一代鋰硫電池較慢的充電和放電速度。”
據稱，該設計為陽極提供了出色的保護，并具有出色的容量保持能力，科學家們在數千次循環中展示了其性能。
研究第一作者Ehsan Ghasemiestabanati說：“夾層阻止了多硫化物，一種在這種類型的電池內形成的化學物質在電池上移動；多硫化物干擾了陽極并縮短了電池壽命。這意味著電池可以被充放電多達2000次而不會失效。”
科學家們說，這種類型的電池可以使電動汽車每周只需要充電一次，并使可充電電池比目前的鋰離子電池更具有可持續性。
Hill教授說：“這些電池不依賴于礦物，而隨著電氣化革命的進行，這些礦物將缺乏供應，因此這是朝著更便宜、更清潔、性能更高的電池邁出的又一步，這些電池可以在澳大利亞制造。”
這項研究發表在《材料化學雜志A》上。
