锂硫电池技术研发接连取得突破:澳大利亚莫纳什大学开发出超高容量的锂硫电池,其性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超过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升;广东工业大学林展教授团队在改善锂硫电池循环稳定性方面取得重要进展……
什么是锂硫电池?在三元锂电池大行其道的今天,国内外企业不约而同地加大对锂硫电池的研发力度,原因何在?
锂硫电池优势明显
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。
正极材料是决定锂电池性能和成本的重要因素,也是提高电池容量的关键。锂硫电池利用硫作为正极材料,其理论比能量高达2600Wh/kg,远远高于目前市场上广泛应用的锂离子电池。
从经济性角度来看,单质硫储量丰富,价格低廉,环境友好。同时,由于硫的易升华及反应产物易溶解特性,在电池回收过程中,回收硫比回收金属更容易,效益更高。
平安证券分析师赵兵表示,“里程焦虑”是新能源汽车推广的一大制约因素,现有的锂电池材料体系即将触碰到能量密度的“天花板”,寻找其他能较快商业化的锂电池新材料,成为动力电池产业链上相关企业的着力点。因此,具备更高能量密度、更长效动力、更低成本、环保优势明显的锂硫电池成为研究方向之一。
国内外研究正酣
在国外,锂硫电池研发以英国Oxis能源公司和美国SionPower公司最为著名。英国Oxis能源公司是一家专门从事锂硫电池研发的技术企业。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,并将在未来一年内再提升至500Wh/kg。据了解,Oxis能源公司已与部分欧洲合作商签订电动车用锂硫电池采购合同。美国SionPower公司研发的锂硫电池则主要涉及无人机和地面车辆、军用便携式电源、电动车等领域。2010年,该公司将锂硫电池应用于大型无人机,打破了飞行高度2万米以上、连续飞行时间14天、工作温度最低-75℃三项无人机飞行世界纪录。
与一般科学成果仅停留在实验室不同的是,澳大利亚莫纳什大学已经开始着手推进锂硫电池商业化进程,今年将在汽车和电网中试用这种电池技术。参与这项研究的副教授马修希尔表示,研究团队采用了全新设计,不仅提高了电池性能,延长了电池使用寿命,而且制造过程简单、成本很低,使用的是水基工艺,可以显著减少有毒废物的产生。