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德国科学家研发延长锂—硫—电池寿命的新技术

日期:2015年10月14日 14:41

  在德国马路上行驶的机动车有4000万辆,其中电动汽车的数量,据德国联邦交通部的数据,目前约为6400辆。影响电动汽车快速发展的原因主要在于电池的一次行驶里程过短及储电成本较高。为寻找更有效的技术方案,德国科学家看好锂—硫—电池,因为相比于锂离子电池,锂—硫—电池效率高而成本低。但是它有个致命的弱点,便是寿命短,也因此至今未能被任何汽车采用。

  这个状态现在可望得到改变。决定电池性能与寿命的关键是阴极与阳极的相互作用。德国弗朗霍夫材料与光束技术研究所(德累斯顿)的研究人员开发出一款新型锂—硫—电池,通过特殊的阴极与阳极材料组合,使其充电循环次数提高7倍,从不到200次扩大到1400次。专家介绍说,锂—硫—模式电池的阴极材料是硫,不同于锂离子电池中采用的钴,不属于稀缺材料,因而成本低廉。然而硫与液体电解质也发生交互作用,降低电池的性能。弗朗霍夫的科学家们便利用多孔碳来作为阳极材料,留存住硫,以减缓其与电解质的结合过程。新材料充电时的变形状况大大小于通常采用的锂金属,因此性能要稳定得多。科学家们已经开发出一种方法,来生产这种特殊的电池阴极。

  据称,锂—硫—电池的能量密度可达到600Wh/kg,中期可实现500Wh/kg,而目前使用的锂离子电池顶多达到250Wh/kg。这意味着以同等的电池重量,行驶里程将扩大一倍。这对于智能手机制造商同样具有意义,移动电话可使用更轻的电池而减少分量。目前弗朗霍夫材料与光束技术研究所科学家们正在进一步优化材料与生产方法。

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