韩国电工研究所（KERI）关于“低成本、灵活的高能量密度锂硫电池”的研究成果最近发表在《Small》杂志的封面上。
与使用镍、钴和其他昂贵稀土元素作为正极材料的现有锂离子电池（LIB）不同，锂硫电池使用了最丰富的元素之一硫，这有助于显著降低其制造成本。锂硫电池被认为是下一代电池的一个很有希望的候选者，因为理论上它可以表现出比锂硫电池大约高5倍的能量密度。
然而，锂硫电池的商业化还需要克服一些挑战。当锂在充电/放电过程中遇到硫时，会生成所谓的“锂多硫化物”作为中间产品。由于其高溶解度，导致溶解的锂多硫化物发生穿梭现象，导致阴极材料在重复充电/放电时损失。也就是说，当硫继续溶解在电解液中时，它意味着硫的损失。因此，多硫化物穿梭机被认为是锂硫电池商业化的最大障碍，因为这个问题直接关系到电池的寿命和安全性退化。
在这方面，KERI使用了活性炭和磷（P）。微孔活性炭纤维由于其高吸附性能，被广泛应用于各种类型的过滤器和漂白剂中。研究小组将活性炭用作分离器的涂层材料，以捕获充电/放电循环中物理生成的锂多硫化物。此外，研究小组还将高吸收性P应用到碳材料中，以进行化学捕获。这种多模式捕获方法有助于防止锂硫电池由于锂多硫化物的穿梭效应而性能下降。
此外，研究团队通过增强锂硫电池的灵活性，成功地提高了锂硫电池的可用性。该团队将具有高导电性、强度和灵活性的碳纳米管材料应用于硫阴极，以消除重集电器（增加能量密度），同时确保弯曲性能的耐久性。
KERI通过上述工艺开发的锂硫电池被认为是世界上能量密度最高的电池，达到400Wh/kg。锂硫电池的高能量密度、性能安全（寿命）、灵活性（持续时间）以及现有的优点（包括轻质和低成本）相结合，使其商业化的机会很大。具体而言，预计锂硫电池将大量用于未来需要轻质和长时间的航空机动领域，包括航空航天、飞行汽车、无人机等。
“锂硫电池是韩国等稀土元素和资源稀缺国家的一项关键技术，因为它使用了丰富且廉价的硫和碳材料，”KERI研究团队负责人朴俊宇博士说。他还表示：“我们计划将这项研究成果与科里开发并拥有的‘大规模合成固体电解质’技术相结合，以确保下一代固态锂硫电池的原始技术。”
