电池组成就像三明治一样层层叠叠，不同的材料与结构就会有不同的性能表现，最近瑞典查尔摩斯工学院团队将锂硫电池焕然一新，不仅加入石墨烯气凝胶薄片提高效率，更将阴极与电解质部分合二为一，达成提升电池稳定性与降低重量目标。
电池主要由两个电极，电极之间的电解质与隔离膜组成，离子首先会从阴极出发，经过电解质与隔离膜最后抵达阳极，不过未来电池的结构已不一定是如此。过去曾有研究为了减轻电池重量、提高充放电速度与储电力，试图将阴极与电解质合体，开发出“阴极电解质（catholyte）”，而随着技术进步，现在科学家已初步达成目标。
查尔摩斯工学院团队首先以钮扣型锂硫电池进行实验。他们先将长条形石墨烯气凝胶切成一片片的薄膜，之后再调整大小与尺寸放入富含硫的阴极电解质溶液，其中石墨烯气凝胶薄片具有多孔结构特性，既可当成支架，也可以化身成海绵，吸收大量阴极电解质溶液以提高电池硫负荷（loading）。
团队指出，阴极电解质设计可以让锂硫电池许多难题迎刃而解，过去该电池一直无法突破“硫易溶解到电解质”以及“硫分子会跑到阳极”等超级大缺点，这让电池的稳定性与寿命双双难以提高，但现在查尔摩斯工学院团队已解决这上述问题，研究员 Carmen Cavallo 表示，由于硫早已溶解在阴极电解质中，因此不用再担心硫在充放电中消失与被溶解。
目前团队也成攻打造出新型锂硫电池原型，稳定性也有大幅提高，在充放电循环 350 次之后，容量仍可维持在 85%，有助于加速锂硫电池的商业化进展。
锂硫电池理论重量能量密度是锂电池的 3-5 倍，高达每公斤 2,700Wh，且还具有电池重量轻、原材料丰富、不需要用到氟等优势，虽然目前锂离子电池仍是市场主流，但这并不影响科学家对锂硫电池的关注与期待，假如未来科学家研发有成，人们将可享用更轻、成本更低与容量更大的电池。
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（首图为石墨烯气凝胶，来源：查尔摩斯工学院）
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