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2021年01月03日 | 锂硫电池新突破，电动车续航里程或将达到1000公里以上
2021-01-03 来源：EEWORLD
过去几十年锂离子电池（LIBs）一直占据着电池行业的主导地位，但然而随着新能源汽车发展，它在应用层面已经越来越接近理论极限（300Wh/kg），工业界迫切的需要更高能量密度的新电池。按照目前的进度来看，基于全新能量转化机制的锂硫（Li-S）电池摘得头筹的可能性比较大。
日前，有相关媒体报道，中国香港科技大学（HKUST）工程与环境系教授Cheong Ying Chan与中国香港科技大学机械与航空工程系教授兼能源研究所主任ZHAO Tianshou组建了一支研究团队，为锂硫电池（Li–S）提出了一种新颖的阴极设计概念，将可大幅提升此类具有发展前景的下一代电池的性能。
『锂硫电池新阴极设计概念』
众所周知，锂离子电池几乎遍布生活的各个角落，从手机到电脑再到汽车，但由于能量密度已经接近于物理极限，不能满足电池行业的需求，而锂硫电池被认为是锂离子电池替代品。
锂硫电池的能量密度可超500Wh/kg，明显优于锂离子电池的极限能量密度300Wh/kg。能量密度更高意味着由锂离子电池供电、续航里程可达600公里的电动汽车，在由锂硫电池供电时，续航里程可延长至1000至1200公里，翻了一倍左右。
同时，锂硫电池主要成分硫储量丰富、重量轻、价格便宜，而且对环境无害，比当前主流的三元锂电池更加便宜，商业化应用前景广泛。
虽然实验数据可观，但商业化应用方面仍然存诸多难题，需要时间突破。
其中最大的难题是锂硫电池的多硫化物穿梭效应会导致锂被腐蚀和电池阴极材料泄漏，从而缩短电池使用寿命。
为了解决上述问题，该团队与国际研究人员合作，提出了一种阴极设计概念，可以实现良好的锂硫电池性能。
研究人员将硫均匀地嵌入到高度定向的大孔中，同时该大孔内部嵌有丰富分活性位点，以紧紧地吸附多硫化物，消除穿梭效应以及锂金属腐蚀影响。通过为锂硫电池提出新型硫阴极设计原则，该联合小组提升了该电池的能量密度，并为实现该电池的工业化迈进了一大步。
ZHAO Tianshou教授表示：“我们仍在该领域进行基础研究，不过，我们的新型阴极设计概念以及在电池性能方面取得的突破，代表着下一代电池在得到实际应用方面迈进了一大步，而下一代电池将比现有的锂离子电池更强大、更持久。”
写在最后：
随着新能源汽车的发展，动力电池市场对高能量密度和高容量电池的需求越来越迫切，工业界在不断寻找适应市场需求的电池类型。目前，三元锂电池容量大、能量密度大，但安全稳定性让人担忧；磷酸铁锂电池安全稳定，寿命长，但低温环境下电池容量和放电能力都会受到影响；氢燃料作为新兴的能源电池，环保、续航里程长，但其安全性尚未得到有效解决。
最后，锂硫电池具有性价比较高，环保性能好、能量密度高、成本低等一些利优势，其能否在一众电池中脱颖而出，让人充满期待。
史海拾趣
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