锂 - 硫磺电池适用于电动汽车等应用，因为它们能够比传统电池产生多达十倍的能量。然而，已经有基本的道路块来商业化这些硫电池，其中一个是锂和硫反应产物（称为锂多硫化物）的趋势，以溶解在电池的电解质中，从而导致电池在其寿命上降低的能力。
研究人员在这方面伯恩斯工程学院在加利福尼亚大学，滨江调查了一种通过产生纳米尺寸的硫颗粒来防止这种“多硫化物梭子”现象的策略，并在二氧化硅中涂覆它们（SIO2），被称为玻璃。
博士学生们Cengiz Ozkan的和mihri ozkan的研究组一直在设计一种阴极材料，其中二氧化硅捕获具有非常薄的二氧化硅壳的“捕集”多硫化物，并且颗粒的多硫化物产品现在面临捕获屏障 - 玻璃笼。该团队使用有机前体来构建捕获屏障。
“我们最大的挑战是优化存放SIO的过程2——不要太厚，也不要太薄，大概病毒的厚度。”Mihri Ozkan说。
研究人员发现，二氧化硅笼硫颗粒提供了基本上更高的电池性能，但由于SIO破裂，因此需要进一步改善。2壳。
数字。合成二氧化硅涂覆的硫颗粒的方法的示意图。
Cengiz Ozkan说:“我们决定在阴极材料设计中加入适度还原的氧化石墨烯(mrGO)，这是石墨烯的近亲，以提供玻璃笼结构的机械稳定性。”
新一代阴极提供比第一种设计更戏剧性的改善，因为该团队在循环期间设计了多硫化物捕获屏障和柔性石墨烯氧化物毯，其在循环期间将硫和二氧化硅一起使用。
“核心壳结构的设计基本上构建了来自二氧化硅壳的多硫化物表面吸附的功能，即使壳体突破”，Brennan Campbell也是如此。“MRGO的掺入良好地在将多硫化物陷阱陷入困境时为系统提供良好。硫在其反应性和能量中类似于氧气，仍然存在身体挑战，我们的新阴极设计允许硫膨胀和合同，并被利用。“
这项工作是在一篇论文中概述的“SiO.2- 涂覆硫颗粒作为锂 - 硫电池的阴极材料“并在纳米舍历期刊上在线发布。
