鋰電池已經成為現(xiàn)代社會的便攜能源。如果你有手機,，MP3播放器或者筆記本電腦,，那么你就已經有了鋰電池。更有可能的是,，你會有許多塊鋰電池,。但是，盡管鋰電池很好,，它們仍不能承擔艱巨任務,，驅動下一代電動汽車,。它們只是沒有足夠的電流，或者不能一邊又一遍地快速釋放電流,。
　　
　　問題在于鋰電池的陰極,。鋰電池中的陽極材料的單位容量（specificcapacities），石墨是370mAh/g,，硅是370mAh/g,。相反，陰極的單位容量,，磷酸鋰鐵（LiFePO4）是170mAh/g,，層狀氧化物只有150mAh/g。因此,，未來方向很明顯,，就是尋找一種方法，改善陰極的比容量,，同時保持鋰電池所要求的其他特征,，例如，令人滿意的能效和良好的充電循環(huán)壽命,。
　　
　　日前,，斯坦福大學（StanfordUniversity）的王海亮（HailiangWang）及其同事宣稱，他們取得了重要的進步,，為了這個目標,，使用硫作為所選陰極材料。
　　
　　化學家許多年前就已經知道,，硫具有潛力：硫的理論比容量為1672mAh/g,。但是，硫也有許多缺點,，尤其在于硫是不理想的導體,。除此之外，多硫化物（polysulphides）易于溶解,，并且在許多電解液中會被沖走,，與此同時，在放電過程中,，硫易于膨脹而碎裂,。
　　
　　但是，王海亮及其同事稱,，他們已經在很大程度上克服了這些難題,，使用少數(shù)靈巧的納米工程技術改善性能。他們的竅門是制作亞微米硫粒子，并且給它們涂上一種塑料,，稱為聚乙二醇（polyethyleneglycol）或聚氧乙烯（orPEG.）,，這就絆住了多硫化物，防止它們被沖走,。
　　
　　其次,，王海亮及其同事把帶有涂層的硫粒子包裹在石墨烯籠（graphenecage）中。碳和硫之間的相互作用,，使粒子導電,，也支持粒子，因為在每個放電周期,，這些粒子都會膨脹和收縮,。
　　
　　所產生的陰極，可保持的比容量大于600mAh/g,，超過100個充電周期,。
　　
　　這令人印象深刻。這樣的陰極,，會很快使可充電鋰電池具有更高的能量密度,，超過今天的可能。王海亮及其同事說“值得指出的是,，石墨烯-硫混合物可連接硅基陽極材料,，使可充電鋰電池具顯著提高的能量密度，超過當前的可能,。”
　　
　　但是,，以后還有許多工作要做。盡管這些材料可保持很高的單位容量,，超過100個放電周期,，但王海亮及其同事說，在此過程中容量會下降15%,。因此,，他們希望，而且確實有望改進容量,，因為他們會進一步優(yōu)化材料,。
　　
　　下一步是制作一種工作電池，就使用這類材料,。王海亮及其同事說,，他們計劃使它連接預鋰化硅基陽極（pre-lithiatedsiliconbasedanode），以達到目標,。假設這項計劃完全實現(xiàn)（這是一個重要的“假設”），那你的下一輛汽車就可用鋰-硅電池驅動。