盖世汽车讯 据外媒报道，韩国大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究团队开发了一种技术，通过在二氧化硅中加载硫（一种活性材料）来制备多孔二氧化硅中间层。在下一代锂硫电池的研发和商业化进程中，这种新方法或将起到关键作用。

比起传统锂离子电池，采用硫正极材料的锂硫电池的能量密度要高出数倍，更适合电动汽车、无人机等高能量设备。此外，由于硫的成本低、储量丰富、而且无毒，锂硫电池方面的研究非常广泛。

然而，作为产生电能的活性元素，硫的导电性很低。在电池充放电过程中，所产生的多硫化物向电池负极扩散，与锂发生反应而导致硫损耗。这会使电池的容量和寿命大幅下降。这一问题现已得到改善，在硫电极和中间的隔板之间插入新层体，可以吸收多硫化物并阻止其扩散。

目前，使用导电碳层间技术，可以赋予硫电极导电性，提高锂硫电池的容量和寿命。但是，因为硫与极性多硫化锂的亲和力较低，无法阻止硫扩散。另一方面，采用极性氧化物作为中间层材料，硫会与多硫化锂发生强相互作用，从而抑制硫损耗。然而，由于硫的导电性较低，无法得到充分利用。此外，以往研究的各种层间材料，由于厚度和氧化还原活性较低，达不到所需的能量密度和循环寿命，难以实现商业化。

为了解决这些问题，该团队首先合成了板状多孔二氧化硅，然后在二氧化硅中添加硫，从而获得一种具有氧化还原活性的新多孔二氧化硅/硫中间层。由于单位电芯面积容量中的硫诱导提升，预计这种锂硫电池的容量和寿命效率将得到充分提升。因为中间层中额外加载的硫，也可以作为有效的多硫化锂吸附位点。

为了探讨这一理论，研究人员将二氧化硅/硫中间层应用于锂硫电池，并对其进行700次充放电。结果表明，经过700次充放电循环后，多孔二氧化硅/硫中间层的长期稳定性，远高于传统的多孔碳/硫中间层。值得一提的是，即使在硫含量达到10 mg/cm2、低电解质/硫比例（E/S）浓度为4的情况下，这种电池仍表现出高容量和耐用、持久的性能。因此，有望在不久的将来投入实际应用。

该校能源科学与工程系的Jong-Sung Yu教授表示：“这项研究首次发现，可以将硫加载到多孔二氧化硅材料的孔隙中，作为锂硫电池的中间层材料，从而提高锂硫电池的容量和寿命。在开发下一代高能、长寿命锂硫电池的进程中，这是一个新的里程碑。”

这项研究是与阿贡国家实验室的团队合作进行的。

原标题： DGIST开发多孔二氧化硅中间层 可用于锂硫电池