據物理學(xué)家組織網(wǎng)6月6日（北京時(shí)間）報道，美國能源部下屬的橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室（ORNL）的科學(xué)家設計出了一種全新的全固態(tài)鋰硫電池，其能量密度約為目前電子設備中廣泛使用的鋰離子電池的4倍，且成本更低廉。相關(guān)研究發(fā)表在本周出版的世界頂尖化學(xué)期刊《德國應用化學(xué)國際版》上。

該研究的領(lǐng)導者梁誠督（音譯）表示：“新電池中用到的電解質(zhì)也是固體，這種設計思路完全顛覆了已延續150年到200年的兩個(gè)電極加一堆電解液的固有電池概念，也解決了其他化學(xué)家一直擔心的易燃問(wèn)題?！?/SPAN>

幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直很看好鋰硫電池，其比鋰離子電池效率高且成本低。但壽命短是其最大弱點(diǎn)，因此一直未被商用。另外，電池內使用液體電解質(zhì)也成為科學(xué)家們的桎梏。一方面，液體電解質(zhì)會(huì )通過(guò)溶解多硫化物從而幫助鋰離子在電池中傳導。但不利的是，這一溶解過(guò)程會(huì )使電池過(guò)早地被損壞。

現在，該ORNL研究團隊的新設計方法清除了這些障礙。首先，他們合成出了一種富含硫的新物質(zhì)并將其作為電池的陰極，其能傳導鋰離子和傳統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)極以及固體電解質(zhì)（也由ORNL的研究人員研發(fā)而成）結合在一起，制造出了這種能量密度大的全固態(tài)電池。

梁誠督表示：“電解質(zhì)由液體變成固體這一轉變消除了硫溶解的問(wèn)題，而且，由于液體電解質(zhì)容易同鋰金屬發(fā)生反應，所以，新電池使用固體電解質(zhì)后安全性也更高。另外，新鋰硫電池中使用的硫是處理石油后剩下的副產(chǎn)品，來(lái)源豐富且成本低廉，也能存儲更多能量，這就使新電池具有成本低廉、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)?！?/SPAN>

測試結果表明，新電池在60攝氏度的溫度下，經(jīng)過(guò)300次充放電循環(huán)后，電容可以維持在1200毫安小時(shí)/克，而傳統鋰離子電池的平均電容為140至170毫安小時(shí)/克。梁誠督表示，因為鋰硫電池攜帶的電壓為鋰離子電池的一半，平均電容為其8倍，所以，新電池的能量密度約為傳統鋰離子電池的4倍。

盡管新電池仍然處于演示階段，但研究人員希望盡快將這項研究由實(shí)驗室推向商業(yè)應用，他們正在為此技術(shù)申請專(zhuān)利。