什么是锂硫电池?锂硫电池技术简介-瑞达国际集团

　　什么是锂硫电池?锂硫电池技术简介

　　位于英国阿宾顿的初创公司——Oxis能源公司的研究人员正在利用锂和硫的组合制造电池。和目前用于电动汽车的锂离子电池相比，最新研发的电池每公斤可储存近两倍的能量。不过，它们持续的时间不是很长，在约100次充放电循环后便会失灵。但该公司认为，对于诸如无人机、潜水艇、士兵背负的电源包等用途来说，重量比价格或者寿命更加重要。Oxis的小型试验工厂以年产1万~2万节电池为目标。这些电池会被封装在手机大小的薄袋子中。

　　这还算不上超级工厂，至少目前不是。但Oxis首席技术官DavidAinsworth表示，该公司盯上的是一块更大的“蛋糕”：1000亿美元的电动汽车市场。“未来几年会非常关键。”Ainsworth说，他和其他人视锂—硫电池为锂离子电池的“继承者”并将成为占主导地位的电池技术。

　　他们受到了一连串最新报告的鼓舞。报告称，此项技术面临的很多性能和耐用性上的挑战都可以被克服。“你会看到很多方面正在取得进展。”美国劳伦斯伯克利国家实验室化学家BrettHelms表示。不过，诸如加拿大大学化学家、锂—硫电池先驱LindaNazar等人持谨慎态度。她认为，创建既拥有高容量又廉价、轻便、小巧、安全的锂—硫电池“真的是一项艰巨的任务”。改善一个因素通常以牺牲其他因素为代价。“你不可能同时优化所有因素。”Nazar表示。

　　锂离子电池包含两个电极——阴极和阳极。两者由使锂离子在充电周期来回移动的液体电介质分开。在阳极，锂原子被夹在具有高导电性的碳——石墨层中间。当电池放电时，锂原子放弃电子并且产生电流。由此获得的带正电荷的锂离子移动到电解液中。在为从手机到特斯拉汽车的诸多设备提供动力后，电子最终回到通常由不同金属氧化物混合而成的阴极。在那里，电解液中的正极锂离子“依偎”在已经吸收了穿行电子的金属原子附近。充电逆转了这种分子模式，因为外加电压会推动锂离子摆脱它们的金属宿主并且回到阳极。

　　金属氧化物阴极是可靠的，但这些通常是钴、镍和锰结合物的金属很昂贵。同时，由于需要两个金属原子“携手”才能固定单个电子，因此这些阴极很重。而这将电池的性能限制在约200瓦时/公斤(Wh/kg)。硫要便宜很多，并且每个硫原子能固定两个电子。理论上，拥有硫阴极的电池能储存500Wh/kg或者更多。