最近，中科院大连化物所二维材料和能源设备研究所的研究团队吴忠帅开发了一种三维石墨烯/纳米碳管多孔气凝胶材料，并将其应用于锂硫电池的硫载体和中间层集成阴极，以获得体积能量密度高、循环稳定性好的锂硫电池。研究成果发表在纳米能源(Nano Energy)上。

        锂硫电池具有高质量理论能量密度(2600Wh/kg)和高体积能量密度(2800Wh/L)。它被认为是一种非常有前途的高比能量电池。但是，由于质量密度低(2.07g/cm3)、电导率差(5×10-30S/cm)、活性物质体积膨胀大(78.7%)和充放电过程中多硫化物穿梭机严重等问题，造成虽然质量密度较高，但体积能量密度普遍较低，循环性能较差，极大地限制了锂硫电池的实际应用。因此，如何在提高锂硫电池质量和体积能量密度的同时，延长锂硫电池的循环寿命，是目前锂硫电池应用研究的瓶颈之一。

        研究人员研制了一种三维石墨烯/碳纳米管多孔气凝胶材料，并将其应用于锂硫电池的硫载体和中间层，成功地制备了自支撑无金属集成阴极材料，该集成阴极材料具有高的致密密度、优良的导电性和良好的机械柔韧性，不仅实现了高体积硫载量(1.64g/cm3)，显著提高了锂硫电池的体积能量密度(1615Ah/L)，而且有效抑制了多硫化物穿梭的作用。在高电流密度充放电条件下，电池具有良好的循环稳定性。

        这一硫载体和中间层集成阴极结构的设计策略为构建体积能量密度高、循环寿命长的锂硫电池提供了新的思路。