锂硫电池新突破:电动车续航增至800公里

2020年12月29日 14:10 次阅读 稿源:快科技 条评论

对于新能源汽车来讲,目前最大的瓶颈就是锂电池,不少科学家也在积极寻找解办法。日前,据媒体报道,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。

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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,而锂硫电池则被认为是锂离子电池的替代品。

相比锂离子电池,锂硫电池有着更高的能量密度,其能量密度可超500Wh/kg,相比锂离子电池的极限能量密度300Wh/kg提升了66%。

能量密度更高意味着由锂离子电池供电、续航里程可达400公里的电动汽车,在由锂硫电池供电时,续航里程可延长至600至800公里。

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。

虽然表面数据可观,但实验研究数据和技术的商业化方面仍存在较大差距,其中最大的为题之一就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。

另一个挑战是需要在减少电池电解质总量的同时,保证电池拥有稳定的性能。

为了解决上述问题,该研究团队提出了一种新颖的阴极设计概念可以实现良好的锂硫电池性能。

据悉,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。”

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