新一代電池即將“上天”

2023-09-13 10:33:01來源：OFweek鋰電網關鍵詞：鋰硫電池電解液閱讀量：23613

導讀：目前韓國三大動力電池廠商在磷酸鐵鋰領域的市場已經遠遠落后于中國公司，所以這三家公司都試圖通過開發差異化的產品來爭奪市場份額：三星SDI和SK On目前正在專注于無鈷電池，而LG新能源正在開發鋰硫電池。

　　9月11日消息，LG新能源首席技術官申榮埈日前在首爾舉行的“韓國投資周”會議上表示，該公司正開發用于城市空中交通(UAM)或高空“偽衛星”的鋰硫電池。

　　所謂高空“偽衛星”，是指像傳統飛機那樣在高空漂浮或飛行的平臺，但操作更像衛星——除了不是在太空中工作，他們可以在大氣中保持數周甚至數月，提供連續的領土的覆蓋服務。

　　此前就有業內人士透露，LG新能源計劃最早在 2027 年將鋰硫電池商業化，航空將成為最先被考慮的應用領域。

　　據了解，目前韓國三大動力電池廠商在磷酸鐵鋰領域的市場已經遠遠落后于中國公司，所以這三家公司都試圖通過開發差異化的產品來爭奪市場份額：三星SDI和SK On目前正在專注于無鈷電池，而LG新能源正在開發鋰硫電池。

　　關于鋰硫電池

　　除了量產遙遙無期的車規級全固態電池之外，鋰硫電池目前被認為是能夠取代鋰離子電池的下一代產品，其單位重量電池的能量密度大約是傳統電池的兩倍以上。也就是說，同樣的能量密度，鋰硫電池較鋰離子電池輕50%以上；同樣的重量，鋰硫電池可讓電動車的續航可以從400公里提升到800多公里。

　　鋰硫電池的另一個優點是可以在寒冷的環境中使用而不會降低性能，而這一點對于目前應用廣泛的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池仍是個大問題。此外，由于硫儲量豐富，且價格不高，因此鋰硫電池的價格競爭力更強。

　　與使用鎳、鈷、錳或鋁的三元電池不同，鋰硫電池使用硫碳復合材料作為正極材料。在電池中，硫在還原反應的作用下逐步將離子從陽極轉移到陰極，而充電時則是利用還原反應將硫化鋰轉化為硫磺。

　　當然，這種電池也有缺點，目前來看主要是反復充放電時壽命下降的問題，畢竟硫磺本身導電性低，能量傳遞效率又低，所以必須增加電解液用量。

　　鋰硫電池到達產業化初試階段

　　今年3月，在維科網鋰電舉辦的OFweek 2023(第七屆)鋰電池&電動汽車產業年會上，加拿大皇家工程院院士、福州大學材料科學與工程學院院長張久俊認為，目前鋰硫電池可以進行產業化初試。

　　張久俊認為，鋰電池具有高能量和功率密度，有各種型號和尺寸，可根據裝置要求自由配置能量，自放電速率低，每月損失大約5-10%能量等優勢，但存在電池壽命不夠、內阻高、安全問題等缺點。

　　對此，張久俊指出，可以通過研究新型納米材料，提高循環壽命，減少充電時間；通過改進組裝模式，提高安全性能。

　　張久俊稱，可以通過四大策略進行改善與提高。部分研究方法如下：

　　1、正極材料摻雜氧化石墨烯，形成多硫化物在包裹的復合顆粒內部擴散，進而抑制穿梭效應，提高庫侖效率和循環壽命；

　　2、負極形成聚合物保護層：通過MLD技術在鋰金屬表面涂覆一種鋁醇鹽聚合物SEI膜，有效地抑制了枝晶生長、防止電解液對鋰金屬的腐蝕，保護層可在循環中保持穩定，不易破裂。

　　3、隔膜改性-催化劑涂層：在隔膜陰極面涂敷一層催化劑以催化轉化可溶性多硫化物以減少穿梭效應，提高電池性能；

　　4、硫里邊電解質添加劑，例如含硫添加劑，其包括SEI成膜添加劑、導電添加劑，抑制活性硫的溶解。

　　據悉，中國南京驪電新能源公司早在2021年發布的鋰硫電池，其能量密度為350Wh/Kg，電池循環壽命達到1000次。

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