最新研究表明 ， 未来电池的充放电次数或将增加至少一倍 。
据外媒12月15日消息 ， 澳大利亚阿德莱德大学（University of Adelaide）的研究人员
近日在硫电池技术方面取得重大进展 ， 相关研究成果发表在《自然-通讯》杂志上 。
据该大学能源与催化材料中心主任乔世璋教授介绍 ， 研究人员设计了一种全新的高效电极材料 ， 来催化电池反应并提高金属硫电池的耐用性 。
他表示 ， 金属硫电池具有低成本和高能量密度的特点 ， 是下一代储能设备的主要选项之一 。 然而 ， 该类电池的循环耐久性普遍较差 ， 可以充电的次数有限 。 研究人员针对该问题进行了改进 ， 他们所设计的新型硫金属电池充放电次数可达10000次 。
在相同重量的情况下 ， 金属硫电池存储的能量可达目前一代锂离子电池的2倍以上 。 其中 ， 钠硫电池的成本更是比锂离子电池便宜数倍 ， 使用的材料也具有环保性 ， 未来可能成为电动汽车以及手机、笔记本电脑等电子产品供电的主流能源 。
随着能源转型的加速 ， 未来电池的需求量将不断加大 。 该研究为新一代金属硫电池的开发提供了新的可能性 ， 有助于在确保能源安全可靠的同时 ， 进一步降低能源成本 。
“这些基础研究进展将有助于提升高性能金属硫电池的合理设计 ， 并促进大规模储能技术的发展 。 ”乔世璋预计 ， “在研究成果的支持下 ， 金属硫电池有望在5-10年内成为储能行业的可行方法 ， 无论是从技术上还是经济上来看 。 ”
金属硫电池是一种以硫为正极、以金属为负极的电池 。 而钠硫电池（NaS）是金属硫电池的一种 ， 具有体积小、容量大、寿命长、效率高等特点 。 虽然目前的技术水平下 ， 钠硫电池能量密度只能达到150-240瓦时/千克 ， 但理论上钠硫电池能量密度最高可达760瓦时/千克 。
根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年金属硫电池行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示 ， 由于金属硫电池正极材料硫的理论比容量高 ， 负极材料需要采用同样高容量的金属 ， 主要有锂、钠、铝、镁等 ， 电解液一般采用可良好溶解中间反应产物的醚类 。
目前 ， 学界对金属硫化物电沉积和动力学机理的基本认识有限 。 硫阴极中的金属硫化物电沉积缓解了多硫化物的穿梭效应 ， 从而在二次金属硫电池中实现高库仑效率 。 基于此 ， 乔世璋教授研究团队使用室温钠硫电池作为模型系统 ， 提出了一种Mo5N6阴极材料 ， 可以显著催化硫化钠（Na2S）电沉积 ， 并提高钠硫电池的性能 。

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【金属硫电池可充放电1万次：5-10年内有望成为储能新方式】Mo5N6、MoN和Mo2N的原子和电子结构表征
与乔世璋团队从阴极材料着手的研究方向不同 ， 美国的一支研究团队通过调整电解液的组成改善了钠硫电池的性能 ， 能在历经300次充放电后保持性能稳定 。
此前 ， 美国科学家在《美国化学学会杂志》上发表论文称 ， 他们研制出了一种新式钠硫电池 。 通过调整电解液的组成防止硫溶解 ， 解决了钠电池普遍面临的穿梭和枝晶等问题 ， 让电池的寿命更长、安全性更高 。
研究人员解释称 ， 在以前的钠硫电池电解液中 ， 由硫形成的中间化合物会溶解在电解液中 ， 并在电池内的两个电极之间穿梭 ， 导致材料损失、部件退化和枝晶形成 。 而他们调配的新电解液采用惰性（不参与化学反应）溶剂稀释浓盐溶液 ， 从而使电解液保持“半溶解”状态 。