随着电动汽车越来越受欢迎，科学家们看到锂硫电池作为一种更环保的驾驶方式的巨大潜力。这是因为它们不依赖昂贵且难以获得的原材料，如钴，但稳定性等问题迄今为止阻碍了该技术的发展。

最近，德雷塞尔大学的工程师们取得了突破。他们说，通过使用稀有的硫化学相来防止破坏性的化学反应，锂硫电池更接近商业用途。这项研究的结果最近发表在《通信化学》在杂志上。

锂硫电池在储能方面有着光明的前景，不仅因为其丰富的硫储量，而且因为与当今电池中使用的钴、锰和镍相比，硫的来源不是一个问题。同时，锂硫电池也可能带来一些显著的性能改进，其储能潜力是锂离子电池的数倍。但一直困扰科学家的一个问题是多硫化物的形成。

当蓄电池工作时，这些物质进入电解液并引起化学反应，从而损坏蓄电池的容量和使用寿命。科学家已经成功地用不与多硫化物反应的乙醚电解质取代了碳酸盐电解质。但这也带来了其他问题，因为乙醚电解液本身非常易挥发，含有低沸点的成分，这意味着如果加热到室温以上，电池可能会发生故障或快速熔化。

因此，德雷塞尔大学的化学工程师们一直在研究另一种解决方案，首先是设计一种新的阴极，这种阴极可以与已经在商业应用中的碳酸盐电解质一起工作。由碳纳米纤维制成的阴极已被证明可以减缓多硫化物在乙醚电解质中的移动。但要让它在碳酸盐电解质中发挥作用需要一些实验。

首席研究员维巴·Kalra说，“对于商业制造商来说，目前使用的碳酸盐电解液可以用作阴极，这是电阻最小的方式。因此，我们的目标不是推动行业采用新电解液，而是制造一种可以在现有锂离子电解液系统中工作的阴极。”

科学家们正试图利用一种名为蒸汽处理的技术，将硫限制在碳纳米纤维网中，以防止危险的化学反应。虽然这并没有达到预期的效果，但硫以一种意想不到的方式结晶，并将其转变为单斜γ相硫，这是一种元素的轻微变化形式。

据报道，这种硫的化学相只能在实验室高温下产生，或在自然界的油井中观察到。研究人员惊讶地发现，它没有与碳酸盐电解质反应，从而消除了多硫化物形成的风险。

“起初，很难相信这是我们检测到的，因为在之前的所有研究中，单斜硫在95°C（203°f）下一直不稳定，”该研究的合著者RahulPai说，“在上个世纪，只有少数研究产生了单斜伽马硫，它最多只能稳定20-30分钟。但我们在阴极中创造了它，它经历了数千次充放电循环，性能没有下降。一年后，我们对它的检查表明，化学相保持不变。”

经过一年的测试和4000次充放电循环后，阴极保持稳定，科学家称这相当于10年的常规使用。该团队用这种负极制作的电池原型可以提供三倍于标准锂离子电池的容量，为更环保的电池铺平道路，使电动汽车在每次充电后可以行驶更远。

“尽管我们仍在努力了解单斜硫形成的确切机制，这种单斜硫在室温下保持稳定，但这仍然是一个令人振奋的发现，可以为开发更可持续、更经济的电池技术打开许多大门，”张说

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