具有高体积和重量能量密度的碱金属-硫电池

摘要

提供了一种碱金属‑硫电池，该碱金属‑硫电池包括：(a)阳极；(b)阴极，该阴极具有(i)包含分散于电解质中的阴极活性材料的阴极活性材料浆料，和(ii)充当3D阴极集流体的导电多孔结构，该导电多孔结构具有按体积计至少70％的孔并且其中阴极活性材料浆料被布置在该导电多孔结构的孔中，其中该阴极活性材料选自硫、多硫化锂、多硫化钠、硫‑聚合物复合材料、硫‑碳复合材料、硫‑石墨烯复合材料、或其组合；以及(c)布置在该阳极与该阴极之间的隔膜；其中阴极厚度与阴极集流体厚度的比率是从0.8/1至1/0.8，和/或该阴极活性材料构成大于15mg/cm2的电极活性材料负载量，并且该3D多孔阴极集流体具有不小于200μm(优选地厚于500μm)的厚度。