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我国燃料电池技术接连获突破

发布时间:2019-10-17 15:55:59

近日,中科院大连化物所陈剑研究员带领先进二次电池研究团队,在高比能量锂二次电池方面取得重要进展,研制成功了额定容量15Ah的锂硫电池,并形成了小批量制备能力。

据了解,经过检测的电池比能量大于430Wh/kg,是目前公开报道的容量最大的锂硫电池,超过SionPower公司报道的锂硫电池2.5Ah@350Wh/kg的技术指标,是目前从事锂硫电池研究的最高水平。

锂硫电池是一种可持续发展的高比能量二次电池,具有元素储量丰富、成本低廉等优点,是电动汽车动力电池的研究热点。目前,锂硫电池的国际技术水平约为比能量350Wh/kg。为此,锂硫电池的研发目标为,至2016年,锂硫电池的能量密度达到400—600Wh/kg,有望推动这一电池驱动的电动汽车续航里程超过500公里。

根据公开资料显示,陈剑研究团队自2009年成立以来,一直致力于发展锂硫电池新材料和新技术,在理论和技术工艺上有新的突破,获得很高的理论数据和技术指标。这是大连化物所锂硫电池研究在科技部863计划和中国科学院纳米先导专项“长续航动力锂电池”项目资助下取得的重要进展。

有业内专家表示,单质硫作为锂硫二次电池正极材料与金属锂构成的二次电池体系理论比能量密度可达2600Wh/kg,是商业钴酸锂/石墨锂离子电池(理论能量密度360Wh/kg)的7倍;同时单质硫价格低廉、产量丰富、安全无毒、环境友好,因而锂硫电池被认为是很有发展前景的新一代电池。

数十年以来,锂离子电池的能量密度不断提高,并广泛应用于智能手机等领域。但锂离子电池需要笨重的阴极(一般由氧化钴等材料制成)来“收纳”锂离子,从而限制了电池能量密度的进一步提高。

在对能量密度需求大幅增加的背景下,科学家们将目光投向了锂离子电池更纤瘦的“表妹”——锂硫电池身上,后者的阴极主要由硫(石油工业廉价的副产品)制成。硫的“体重”仅为钴的一半,因此,同样体积的硫收纳的锂离子数为氧化钴的两倍,这就使得锂硫电池的能量密度为锂离子电池的数倍。

业内专家表示,尽管锂硫电池的正极是限制其应用的重要瓶颈和亟待解决的难题,但这些问题可通过形成碳硫复合电极材料来加以解决。

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