據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)報(bào)道,通過(guò)在鋰離子電池的電極采用硫黃、將電池容量增加至4~5倍的技術(shù)正相繼得到開(kāi)發(fā)。硫黃易溶于電解液,但日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(以下簡(jiǎn)稱產(chǎn)綜研)通過(guò)使其與電極金屬?gòu)?qiáng)烈結(jié)合克服了這個(gè)問(wèn)題。此外,日本關(guān)西大學(xué)也在電極結(jié)構(gòu)上下工夫,解決了問(wèn)題。如果該技術(shù)得以在鋰離子電池上應(yīng)用,將有望大幅減少給智能手機(jī)等便攜終端充電的頻度。計(jì)劃與電池企業(yè)等聯(lián)手,力爭(zhēng)3~5年后推向?qū)嵱谩?/div>
鋰離子電池由鋰離子通過(guò)電解液在正極和負(fù)極之間來(lái)回移動(dòng)實(shí)現(xiàn)反復(fù)充放電。正極采用包括稀有金屬在內(nèi)的鈷酸鋰等。
硫黃具有大量存儲(chǔ)電力的特性,適于充當(dāng)電極材料。同時(shí)并非稀有資源。將硫黃加工為微顆粒狀、在增加表面積的基礎(chǔ)上用于正極的研究等正在推進(jìn)。不過(guò),此前存在一個(gè)問(wèn)題,即如果反復(fù)充放電,硫磺將溶于電解液,降低電池的性能。
日本產(chǎn)綜研高級(jí)主任研究員榮部比夏里等人開(kāi)發(fā)了使正極采用的金屬和硫黃微顆粒物強(qiáng)烈結(jié)合的技術(shù)。該技術(shù)是將鐵和鈦等金屬與硫黃制成粉末,與由陶瓷制成的小球一起混合。借助小球相互碰撞之際的沖擊,使金屬原子和硫黃得以緊密結(jié)合。
1個(gè)金屬原子可與4~6個(gè)硫黃微顆粒物結(jié)合。榮部比夏里等將這種材料用于正極,試制了電池。電池容量達(dá)到以往鋰離子電池的3~5倍。雖然電壓僅為一半,但通過(guò)在電路構(gòu)造等方面下工夫,能夠提升電壓。將與電池企業(yè)合作,在2015年度內(nèi)試制用于手機(jī)的大尺寸電池,以確認(rèn)實(shí)用性。
另外,日本關(guān)西大學(xué)的石川正司教授等也開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)是向電極采用的碳上打開(kāi)的直徑數(shù)納米(納米為10億分之1米)孔洞中滲入硫黃微顆粒物。制成微顆粒物易于固定的均勻尺寸的孔洞,并高效將硫黃充填到孔洞中。通過(guò)此方法制成的電極重量的約30%為硫黃,而電池容量達(dá)到以往的4倍。
石川教授等制作了正極,進(jìn)行了電池測(cè)試。即使反復(fù)進(jìn)行數(shù)百次充放電仍能保持性能。而充電所需時(shí)間縮短為以往鋰離子電池的20分之1。今后將增加滲入碳的硫黃量,力爭(zhēng)5年后推向?qū)嵱谩?/div>
關(guān)于我們:
中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)(China Industrial Association of Power Sources,縮寫:CIAPS) 是由電池行業(yè)企(事)業(yè)單位自愿組成的全國(guó)性、行業(yè)性、非營(yíng)利性的社會(huì)組織。協(xié)會(huì)成立于1989年12月,現(xiàn)有上千家會(huì)員單位,下設(shè)堿性蓄電池與新型化學(xué)電源分會(huì)、酸性蓄電池分會(huì)、鋰電池分會(huì)、太陽(yáng)能光伏分會(huì)、干電池工作委員會(huì)、電源配件分會(huì)、移動(dòng)電源分會(huì)、儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)、電池隔膜分會(huì)和電池回收再利用分會(huì)等十一個(gè)分支機(jī)構(gòu)。
本會(huì)專業(yè)范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽(yáng)電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級(jí)電容器、溫差發(fā)電器及其他各種新型電池、電池系統(tǒng)解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試儀器和電池管理系統(tǒng)等。
本會(huì)專業(yè)范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽(yáng)電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級(jí)電容器、溫差發(fā)電器及其他各種新型電池、電池系統(tǒng)解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試儀器和電池管理系統(tǒng)等。

