物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)的科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種新型全固態(tài)鋰硫電池，其能量密度(即每單位能源存儲(chǔ)量)約為目前電子設(shè)備中廣泛使用的鋰離子電池的4倍，且成本更低。

幾十年來，鋰硫電池一直被科學(xué)界看好，其比鋰離子電池效率更高且成本更低，但電池內(nèi)使用液態(tài)電解質(zhì)一直是科學(xué)家的桎梏。液態(tài)電解環(huán)保質(zhì)會(huì)通過溶解多硫化物從而幫助鋰離子在電池中傳導(dǎo)，不過使用壽命較短是其最大弱點(diǎn)。

新的設(shè)計(jì)方法首先合成出一種富含硫的新物質(zhì)，并將其作為電池的陰極，其能傳導(dǎo)鋰離子和傳統(tǒng)電池陰極中使用的硫金屬鋰化物。隨后，再將其同由鋰制成的陽(yáng)極和固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合在一起，便可制造出這種能量密度較大的全固態(tài)電池。

固態(tài)電解質(zhì)不僅消除了硫溶解的問題，還防止了與鋰金屬接觸，所以新電池的安全性更高。此外，新鋰硫電池中使用的硫是處理石油后剩下的副產(chǎn)品，原料豐富且成本低，儲(chǔ)能效果更好，這使得新電池具有很大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

測(cè)試結(jié)果表明，新電池在60攝氏度下，經(jīng)過300次充放電循環(huán)后，電容可維持在1200毫安小時(shí)/克，而傳統(tǒng)鋰離子電池的平均電容為140至170毫安小時(shí)/克。因?yàn)殇嚵螂姵財(cái)y帶的電壓為鋰離子電池的一半，平均電容為其8倍，所以新電池能量密度約為傳統(tǒng)鋰離子電池4倍。