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滑铁卢大学的科学家们已经为锂电池奠定了基础，锂电池的储存和输送能力是传统锂离子电池的三倍以上。

Linda Nazar教授，研究生David Xiulei Ji和博士后研究员Kyu Tae Lee的研究团队是首批展示锂硫电池强大电化学性能的研究团队之一。该研究结果发表在Nature Materials的在线期刊上。

锂硫电池的前景已经让化学家们兴奋了二十年，而不仅仅是因为两种化学品的成功结合提供了更高的能量密度。硫比目前锂电池中使用的许多其他材料便宜。作为安全，低成本，长效可充电电池的理想合作伙伴，它一直显示出巨大的希望，这正是低碳排放能源经济中储能和运输所需的电池类型。

纳扎尔博士说：“困难的挑战始终是阴极，电池的一部分在充电和充电循环中储存和释放电子。” “为了在高电流速率下实现可逆的电化学反应，电活性硫需要与导体(例如碳)保持最紧密的接触。”

加拿大研究团队通过解决纳米尺度的接触问题，突破了其他碳 - 硫组合的性能。尽管他们说同样的方法可以与其他材料一起使用，但是为了进行概念验证研究，他们选择了一种高度结构化和多孔碳族的成员，称为中孔碳。在纳米级别，这种类型的碳具有非常均匀的孔径和孔体积。

使用纳米铸造方法，该团队组装了一个6.5纳米厚的碳棒结构，由空的三到四纳米宽的通道隔开。跨越空通道的碳微纤维保持空隙打开并防止结构的坍塌。

填充微小的空洞证明是简单的。硫被加热并熔化。一旦与碳接触，就通过毛细管力将其吸入或吸入通道中，在那里它凝固并收缩形成硫纳米纤维。扫描电子显微镜切片显示所有空间均匀地填充硫，使活性元素的巨大表面区域暴露于碳并驱动新电池的特殊测试结果。

“这种复合材料可以提供高达理论容量的近80%的硫，这是锂过渡金属氧化物阴极能量密度的三倍，合理的速率和良好的循环稳定性，”Nazar博士说。

此外，研究人员表示，碳的高容量掺入活性材料为类似的“吸收”复合材料打开了大门，这些复合材料可以应用于材料科学的许多领域。

研究团队继续研究材料，以解决剩余的挑战并改进阴极的结构和性能。

纳扎尔博士说，已经提交了一项专利，她正在审查商业化和实际应用的选择。