持続可能で安全かつ安定した、新しくて優れた電池を見つけるための研究と実験が継続的に行われています。そのような試みの 1 つで、研究者は、折りたたんだり半分に切ったりできる、安定した安全な硫化リチウム電池を発見しました。
中国電子科技大学の研究チームは、遷移金属硫化物ベースのリチウム電池の開発に成功した。研究者らは硫化鉄正極をポリマーでコーティングすることで、安定した充放電サイクルと高い安全性を実現した。さらに、炭化リチウム二硫化鉄パウチセルは300サイクル後も約72.0%の容量を維持した。また、このリチウム硫黄（Li-S）電池は100サイクル後も容量劣化が見られなかった。
驚いたことに、科学者たちはバッテリーポーチセルの1つを折り曲げて切断することができました。研究者によると、これはセルが実用上非常に安全であることを証明しています。
利点：変換型遷移金属硫化物（MSc）は、入手が容易で、エネルギー密度が高く、低コストであるという利点があります。これらの特性により、リチウムイオン電池（LIB）の正極材料として有望視されています。
課題： MSxは、ポリ硫化物による反応停止のため、高温下で安定性に問題がある。また、体積膨張が大きく、反応速度も遅い。
解決策：このグループは以前、硫化鉄カソードとリチウム金属含有アノードという2つの電極を分離するために、炭酸塩系電解質を使用することを提案した。
しかし、この解決策によって別の問題が発生しました。
問題点：研究者らは、MSxと炭酸塩系電解質との相性の悪さが、このタイプの電池化学における大きな課題であると指摘した。ポリ硫化物は炭酸塩系溶媒と反応し、電極表面に沈殿物を形成する。これにより電荷移動の障壁が生じ、電極の閉塞や電池の故障につながる。
解決策：硫化鉄カソードを様々なポリマーでコーティングしました。これにより、機能性や充電性能を損なうことなく腐食を低減することができました。特に、ポリアクリル酸（PAA）、ポリエチレンオキシド（PEO）、ポリアクリルアミド（PAM）は、いずれもキレート効果を持つ官能基を含んでいるため、これらを使用しました。
別の研究では、完全ドライ合成と岩塩酸化物を用いた環境に優しい電池製造法が発見された。
報告書には、「キレート効果は、酸素または窒素上の非共有電子対と多価遷移金属の空軌道との配位に基づいている」と記載されている。
電気化学的性能試験の結果、PAAは300回の充放電サイクル後も電極の放電容量を維持しており、最も優れた性能を示した。
その後、研究者らはPAAコーティングされた硫化鉄（FeS2）カソードを、安定かつ安全な硫化リチウム電池のプロトタイプ設計に追加しました。この設計には、イオン源としてリチウム金属箔と炭化リチウム（LiC6）アノードも含まれています。さらに、テストでは、100サイクル後でも、セルを折り曲げたり切断したりしても容量の低下がないことも示されました。
研究者らはまた、「LiC6||MoS6フルセルは、ハーフセル（Li||MoS300）と同じ高容量で6サイクルの優れたサイクル安定性を示し、同じ状況がLiC6||VS4でも発生した」と述べた。
