我國燃料電池技術接連獲突破
- 發佈時間：2014-09-01 02:33:02 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 （柯宗）近日，中科院大連化物所陳劍研究員帶領先進二次電池研究團隊，在高比能量鋰二次電池方面取得重要進展，研製成功了額定容量15Ah的鋰硫電池，並形成了小批量製備能力。
據了解，經過檢測的電池比能量大於430Wh/kg，是目前公開報道的容量最大的鋰硫電池，超過SionPower公司報道的鋰硫電池2.5Ah@350Wh/kg的技術指標，是目前從事鋰硫電池研究的最高水準。
鋰硫電池是一種可持續發展的高比能量二次電池，具有元素儲量豐富、成本低廉等優點，是電動汽車動力電池的研究熱點。目前，鋰硫電池的國際技術水準約為比能量350Wh/kg。為此，鋰硫電池的研發目標為，至2016年，鋰硫電池的能量密度達到400—600Wh/kg，有望推動這一電池驅動的電動汽車續航里程超過500公里。
根據公開資料顯示，陳劍研究團隊自2009年成立以來，一直致力於發展鋰硫電池新材料和新技術，在理論和技術工藝上有新的突破，獲得很高的理論數據和技術指標。這是大連化物所鋰硫電池研究在科技部863計劃和中國科學院奈米先導專項“長續航動力鋰電池”項目資助下取得的重要進展。
有業內專家表示，單質硫作為鋰硫二次電池正極材料與金屬鋰構成的二次電池體系理論比能量密度可達2600Wh/kg，是商業鈷酸鋰/石墨鋰離子電池(理論能量密度360Wh/kg)的7倍；同時單質硫價格低廉、産量豐富、安全無毒、環境友好，因而鋰硫電池被認為是很有發展前景的新一代電池。
數十年以來，鋰離子電池的能量密度不斷提高，並廣泛應用於智慧手機等領域。但鋰離子電池需要笨重的陰極(一般由氧化鈷等材料製成)來“收納”鋰離子，從而限制了電池能量密度的進一步提高。
在對能量密度需求大幅增加的背景下，科學家們將目光投向了鋰離子電池更纖瘦的“表妹”——鋰硫電池身上，後者的陰極主要由硫(石油工業廉價的副産品)製成。硫的“體重”僅為鈷的一半，因此，同樣體積的硫收納的鋰離子數為氧化鈷的兩倍，這就使得鋰硫電池的能量密度為鋰離子電池的數倍。
業內專家表示，儘管鋰硫電池的正極是限制其應用的重要瓶頸和亟待解決的難題，但這些問題可通過形成碳硫複合電極材料來加以解決。
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