锂硫电池商业化进程提速

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锂硫电池商业化进程提速

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  锂硫电池具备更高能量密度、更长效动力、更低成本且环保优势显着,今朝国表里相关机构都有研究,其贸易化应用前景可期。但今朝还面临“穿梭效应”等手艺障碍,将来可否在浩瀚电池手艺中脱颖而出仍待考察。

  近日,锂硫电池手艺研发接连取得冲破:澳大利亚莫纳什大学开发出超高容量的锂硫电池,其机能是锂离子电池的四倍以上,一次充电可支撑电动汽车行驶跨越1000公里;英国曼彻斯特大学研究团队研发出一种新型材料,可使锂硫电池蓄电量大幅提拔;广东工业大学林展传授团队在改善锂硫电池轮回不乱性方面取得主要进展……

  什么是锂硫电池?在三元锂电池大行其道的今天,国表里企业不约而同地加大对锂硫电池的研发力度,原因安在?

  锂硫电池优势显明

  资料显示,锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。

  正极材料是决议锂电池机能和成本的主要身分,也是提高电池容量的关头。锂硫电池行使硫作为正极材料,其理论比能量高达 2600Wh/kg,远远高于今朝市场上普遍应用的锂离子电池。

  从经济性角度来看,单质硫储量富厚,价钱低廉,情况友好。同时,因为硫的易升华及回响产品易消融特征,在电池收受过程中,收受硫比收受金属更轻易,效益更高。

  安然证券剖析师赵兵暗示,“里程焦虑”是新能源汽车推广的一大制约身分,现有的锂电池材料系统即将触碰着能量密度的“天花板”,寻找其他能较快贸易化的锂电池新材料,成为动力电池财产链上相关企业的出力点。是以,具备更高能量密度、更长效动力、更低成本、环保优势明明的锂硫电池成为研究偏向之一。

  国表里研究正酣

  在国外,锂硫电池研发以英国Oxis能源公司和美国Sion Power公司最为有名。英国Oxis能源公司是一家专门从事锂硫电池研发的手艺企业。日前,Oxis能源公司成功测试了一款能量密度为471Wh/kg的电池电芯样品,并将在将来一年内再晋升至500Wh/kg。据认识,Oxis能源公司已与部门欧洲合作商签署电动车用锂硫电池采购合同。美国Sion Power公司研发的锂硫电池则首要涉及无人机和地面车辆、军用便携式电源、电动车等范畴。2010年,该公司将锂硫电池应用于大型无人机,打破了飞舞高度2万米以上、陆续遨游时间14天、工作温度最低-75℃三项无人机遨游世界记载。

  与一样科学功效仅停留在实验室分歧的是,澳大利亚莫纳什大学已经起头着手推进锂硫电池贸易化历程,本年将在汽车和电网中试用这种电池手艺。介入这项研究的副传授马修希尔默示,研究团队采用了全新设计,不仅提高了电池机能,延伸了电池使用寿命,并且制造过程简洁、成本很低,使用的是水基工艺,能够显著削减有毒废料的发生。

  与英、美、澳家当主导分歧,我国锂硫电池手艺的成长今朝仍以科研机构和高校为主导:中科院大连化物所研制的能量型锂硫电池比能量从520Wh/kg、570Wh/kg慢慢晋升到609Wh/kg,刷新了二次电池比能量在同范畴的领先位置,且展示出优异的情况适应性,在-60℃的极寒情况中仍可工作;北京理工大学传授吴锋率领的研究团队立异锂硫电池正极材料组装方式,将分离的导电碳组装为椭球型构造,显著提高了正极单元单子面积的硫载量,电池能量密度达到545Wh/kg;南京大学周豪慎传授课题组开发出的锂硫电池,在进行1500次轮回试验后,仍然维持了900mAh/g的较高充电容量……此外,国轩高科、猛狮科技、桑顿新能源等部门动力电池企业也在锂硫电池手艺研发上形成了必然的手艺贮备。

  贸易化应用前景可期

  固然锂硫电池优势显著,但其贸易化应用还面临一些手艺障碍,首要显示在“穿梭效应”上。赵兵注释,“穿梭效应”就是指在锂硫电池充放电过程中,因为正极发生的中心产品多硫化锂易消融于电解液,这一物质会穿过隔阂向负极扩散,与负极的金属锂发生氧化还原反映,最终造成电池中有效物质的不行逆损失,进而导致电池寿命衰减、容量降低。是以,若何按捺多硫化物的穿梭,成为锂硫电池研发的环节。同时,硫自己不导电,在充放电过程中会明明膨胀和收缩,有可能导致材料发生藐小裂痕,从而使电池很快磨损。

  从铅酸电池到镍氢电池,再到今天的锂电池,新能源汽车成长始终环绕着动力电池手艺的迭代升级。赵兵透露,非论是三元锂电池、磷酸铁锂电池的大行其道,照样固态电池受到热捧、氢燃料电池崭露头角,抑或是当下锂硫电池的研发冲破,动力电池市场的竞争此起彼伏,只有充实知足新能源汽车的需求,才能站稳脚跟、博得市场。

  还有业内助士透露,比拟之下,三元锂电池能量密度大,但平安不变性仍存短板;磷酸铁锂电池平安不乱、寿命长,但能量密度稍显减色、产物一致性较差;氢燃料电池环保、续航里程长,但成本偏高;锂硫电池性价角力高,可否在浩瀚电池中脱颖而出,令人等候。(■本报记者 樊桐杰)

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