鋰硫電池新材料：由環境殺手到變廢為寶

科學家不僅致力於為人們創造更好的生活，也為地球創造更綠色的未來。一個印度的科研團隊利用工業廢料成功合成了一種新的電池材料，用綠色方法儲存綠色能源。文章Sustainable Sulfur-rich Copolymer/Graphene Composite as Lithium-Sulfur Battery Cathode with Excellent Electrochemical Performance發表在2016年4月的《科學報告》上。

近年來，研究電池的科學家逐漸將注意力從高性能轉向可持續發展，鋰硫電池（Li-S）應運而生。作為陰極的單質硫能量密度高（2600?Wh kg?1），價格低，對環境友好。然而，現有的單質硫陰極仍有許多不足，其中之一是硫電極的溶解問題。

為了解決這些問題，來自印度希夫·納達爾大學的Bimlesh Lochab與來自印度理工學院的Sagar Mitra及同事採用一種新的富硫共聚物作為鋰硫電池的陰極。他們利用兩種主要的工業廢料——來自石油廢料的硫和來自農業廢料的腰果酚——合成一種名為poly(S-r-C-a)的共聚物。這種富硫共聚物能減少活性物質在電解液中的溶解，自放電率也比單質硫電極低，說明該共聚物對硫單元具有化學限制作用。此外，共聚物中的有機硫部分抑制了不可逆放電終止產物在電極表面的沉澱，從而提高了鋰硫電池的電化學性能。每克硫共聚物在第二個充放電周期中保有892mAh的可充電容量，以200mAg-1的電流充放50次後容量為528mAhg-1。

（a）S90共聚物製備的示意圖；（b）通過不可持續和可持續的途徑減少的石墨烯氧化物製備；（c）rGO（NS）和r-GO（S）的拉曼光譜。

Ghoshet al.

為了更好地發揮硫共聚物的電化學性能，他們還採用由綠色方法製造的還原氧化石墨烯（rGO）作為導電填料。作者指出，這樣生產出的原電池不僅綠色環保，經濟可行，而且容量和性能也有所提高，在200mAg-1電流充放100次後仍保有約975 mA h g?1的容量，每次充放電容量損失0.15%，並且在2000 mAg-1電流充放500次以上仍保持穩定性能。

Sci Repdoi:10.1038/srep25207

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