4月27日?qǐng)?bào)道,中國(guó)科學(xué)院開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“高比能量、大容量鋰硫二次電池及電池組”在北京通過(guò)了由科技成果鑒定。經(jīng)第三方檢測(cè)報(bào)告,35安時(shí)電池的比能量達(dá)到566瓦時(shí)/千克(25℃測(cè)量),39安時(shí)電池的比能量達(dá)到616瓦時(shí)/千克(50℃測(cè)量),1千瓦時(shí)鋰硫電池組的比能量達(dá)到332瓦時(shí)/千克。這是迄今世界上比能量最高的鋰硫電池和電池組。
下面我們就一起了解下什么是鋰硫電池?
鋰硫電池是以硫元素作為電池正極,金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。上世紀(jì)60年代提出了由金屬鋰負(fù)極、單質(zhì)硫正極構(gòu)建的鋰/硫電池體系的概念在理論上,鋰與單質(zhì)硫的完全反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)電子反應(yīng),硫電極的理論比容量高達(dá)1675mAh/g,而金屬鋰負(fù)極的理論容量也高達(dá)3860mAh/g。因此,以單質(zhì)硫與金屬鋰構(gòu)建的鋰/硫二次電池體系的理論能量密度達(dá)2600Wh/kg。如果實(shí)際電池體系的能量密度能實(shí)現(xiàn)理論能量密度的20%,則鋰/硫電池的能量密度可達(dá)500Wh/kg。因此,鋰/硫電池體系極具發(fā)展?jié)摿?成為近年來(lái)高能量密度二次電池領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。
硫鋰電池工作原理:
采用硫或者含硫化和物作為正極,鋰或儲(chǔ)鋰材料作為負(fù)極,以硫-劉鍵的斷裂/生成來(lái)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的一類電池體系。
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研究現(xiàn)狀:
1.自2009年起,日本新能源技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)每年投入300億日元(約合24億元人民幣)的研發(fā)預(yù)算,目標(biāo)是在2020年使硫鋰電池的能源密度達(dá)到500Wh/kg。
2.美國(guó)能源部2011年投入500萬(wàn)美元資助鋰硫電池的研究,目標(biāo)能源密度達(dá)到500Wh/kg。
3.國(guó)際上投入研究硫鋰電池的電池廠商,美國(guó)的Sion power、Polyplus、moltech、英國(guó)Oxis、松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社、索尼株式會(huì)社、LG化學(xué)公司、三星SDI公司等。
總體來(lái)看,鋰硫電池目前還處在研發(fā)階段,離實(shí)用化還有一段距離,未來(lái)幾年內(nèi)可能都難以產(chǎn)業(yè)化。
優(yōu)勢(shì)與不足:


