锂硫电池技术
近年来,传统的锂离子电池技术不断进步,但是电池的比能量仍然不能满足应用的要求,电池技术依旧是便携式电子设备和电动汽车发展的最大瓶颈。为实现高比能量电池技术的创新性突破,科研人员将突破方向选择为能量密度更高的锂硫电池和锂空气等金属空气电池,并取得了一定进展。一些新型电池技术已经看到了实际应用的曙光。
据最新消息,美国科学家近日攻破了锂硫电池目前面临的主要障碍--电解质溶解难题,解决了锂硫电池失效快的困扰,该技术突破预计将大大提升锂硫电池市场竞争力。在刊登在英国皇家化学学会期刊《Nanoscale》上的论文中,加州大学河滨分校伯恩斯工程学院的研究人员宣布,近期成功研制出一种纳米级硫粒子,其与二氧化硅相结合所形成的阴极材料,可防止锂硫电池电解质的溶解,显著提升电池性能。
锂硫电池是以硫元素作为正极、金属锂作为负极的一种电池,其理论比能量密度可达2600Wh/kg,实际能量密度可达450Wh/kg。同时单质硫价格低廉、产量丰富、环境友好,是目前最接近产业化的高比能量电池技术。
国际上,锂硫电池的代表性研发厂商有美国的Sion Power、Polyplus、Moltech,英国Oxis及韩国三星等,其中以Sion Power公司的结果最具代表性。2010年,Sion Power公司将锂硫电池应用在无人机上,白天靠太阳能电池充电,晚上放电提供动力,创造了无人机连续飞行14天的纪录,是锂硫电池较为成功的应用实例。在国内,锂硫电池的研究主要集中在中科院大连化物所、中国防化研究院、北京理工大学等科研单位,近几年取得迅速发展。目前,国内所开发的锂硫电池在能量密度上已经处于世界领先地位(>450Wh/kg),但是正常充放电几十次之后,能量密度就大幅度衰减,其循环寿命亟待提高。
锂硫电池是世界各国竞相研发的尖端技术,其产业化前景被普遍看好。如何大幅提高该电池的充放电循环寿命、使用安全性,将成为锂硫电池产业化发展的关键。
金属空气电池技术
当前,金属空气电池特别是锂-空气电池已经引起了人们的高度关注,并取得许多重大进展。
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