中國儲能網(wǎng)訊：隨著便攜式電子設(shè)備、電動汽車和空間技術(shù)等方面的迅速發(fā)展，它們對電池的能量密度、功率密度和柔性等提出了越來越高的要求，在各種儲能器件中，鋰硫電池具有比傳統(tǒng)鋰離子電池高出一個數(shù)量級的能量密度（2567 Wh kg-1），而且，硫來源廣泛，價格低，環(huán)境相容性較好，受到人們的廣泛關(guān)注。
雖然近幾年人們在鋰硫電池領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大進展，但鋰硫電池目前仍面臨一系列的問題，包括：活性材料硫的利用率低、循環(huán)穩(wěn)定性差和庫倫效率低等。為了解決這些問題，傳統(tǒng)方法通常將硫與碳材料復(fù)合，然后將硫與碳的復(fù)合材料與導(dǎo)電劑混合涂覆到集流體上來作為鋰硫電池的電極材料。
但是，集流體、粘結(jié)劑的添加會增加電極的重量并影響鋰硫電池的電化學(xué)性能，另外，傳統(tǒng)鋰硫電池電極的力學(xué)性能相對較差，無法作為柔性鋰硫電池的電極材料。
近期，南開大學(xué)牛志強研究團隊結(jié)合原位復(fù)合和金屬還原自組裝的方法制備了自支撐柔性石墨烯/硫納米復(fù)合薄膜，復(fù)合物薄膜中石墨烯具有連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，硫均勻分散在石墨烯的表面，石墨烯連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)不僅為離子和電子傳輸提供了有效的途徑，還可以有效吸附多硫化物并抑制其溶解。
由于復(fù)合物薄膜具有高的導(dǎo)電性，因此，它無需集流體，可以直接作為鋰硫電池的電極材料，而且復(fù)合物薄膜表現(xiàn)出了優(yōu)異的充放電容量（首圈放電容量：1302 mAh g-1）、循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能。另外，石墨烯/硫納米復(fù)合薄膜獨特的結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的力學(xué)性能，在不同彎折情況下可以保持電學(xué)性能不變，因此，復(fù)合物薄膜可以作為柔性鋰硫電池的電極材料，基于復(fù)合物薄膜，本工作設(shè)計了軟包和線狀兩種結(jié)構(gòu)的柔性鋰硫電池，兩種柔性鋰硫電池器件在彎折情況都表現(xiàn)出穩(wěn)定的電化學(xué)性能。
本研究為鋰硫電池在柔性和可穿戴電子器件等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用起到了積極的推進作用。
