日本研製電極採用硫黃鋰電池 容量可增4倍
- 發佈時間：2015-08-25 11:02:00 來源：中國新聞網 責任編輯：王磊
中新網8月25日電 據日經中文網報道，通過在鋰離子電池的電極採用硫黃、將電池容量增加至4～5倍的技術正相繼得到開發。硫黃易溶于電解液，但日本産業技術綜合研究所(以下簡稱産綜研)通過使其與電極金屬強烈結合克服了這個問題。此外，日本關西大學也在電極結構上下工夫，解決了問題。如果該技術得以在鋰離子電池上應用，將有望大幅減少給智慧手機等便攜終端充電的頻度。計劃與電池企業等聯手，力爭3～5年後推向實用。
鋰離子電池由鋰離子通過電解液在正極和負極之間來回移動實現反覆充放電。正極採用包括稀有金屬在內的鈷酸鋰等。
硫黃具有大量存儲電力的特性，適於充當電極材料。同時並非稀有資源。將硫黃加工為微顆粒狀、在增加表面積的基礎上用於正極的研究等正在推進。不過，此前存在一個問題，即如果反覆充放電，硫磺將溶于電解液，降低電池的性能。
日本産綜研高級主任研究員榮部比夏裏等人開發了使正極採用的金屬和硫黃微顆粒物強烈結合的技術。該技術是將鐵和鈦等金屬與硫黃製成粉末，與由陶瓷製成的小球一起混合。借助小球相互碰撞之際的衝擊，使金屬原子和硫黃得以緊密結合。
1個金屬原子可與4～6個硫黃微顆粒物結合。榮部比夏裏等將這種材料用於正極，試製了電池。電池容量達到以往鋰離子電池的3～5倍。雖然電壓僅為一半，但通過在電路構造等方面下工夫，能夠提升電壓。將與電池企業合作，在2015年度內試製用於手機的大尺寸電池，以確認實用性。
另外，日本關西大學的石川正司教授等也開發了一項技術。該技術是向電極採用的碳上打開的直徑數奈米(奈米為10億分之1米)孔洞中滲入硫黃微顆粒物。製成微顆粒物易於固定的均勻尺寸的孔洞，並高效將硫黃充填到孔洞中。通過此方法製成的電極重量的約30%為硫黃，而電池容量達到以往的4倍。
石川教授等製作了正極，進行了電池測試。即使反覆進行數百次充放電仍能保持性能。而充電所需時間縮短為以往鋰離子電池的20分之1。今後將增加滲入碳的硫黃量，力爭5年後推向實用。(中新網IT頻道)
