锂硫电池可能是最成熟的超锂离子电池化学材料,其潜在能量密度可达 600Wh/kg 以上。此外,还具有大幅降低成本和提高安全性的潜力。然而,许多挑战意味着其循环寿命较差。因此,其潜力引起了人们的关注,并且在基础化学阶段需要进行大量研究。
锂硫电池化学简介
锂硫电池是未来最有前途的电池化学之一。由于其理论容量高、成本效益高和环保,这种电池化学特别适合用于储能系统。
- 理论比容量:1675mAh/g
- 能量密度 2600 Wh/kg
如今,锂离子电池的阴极由各种化学物质制成,其中最流行的一种是 NMC(镍锰钴)。硫作为阴极是一种更便宜的选择,因为硫很容易获得。
与锂离子化学相比,Li-S 的能量密度理论上是其 10 倍。(2600Wh/Kg vs 260/270 Wh/kg)
一般信息、优点、缺点和未来发展
由于多种令人信服的原因,锂硫 (Li-S) 电池已成为电动汽车 (EV) 电池的一种有前途的化学材料。与传统锂离子电池不同,Li-S 电池具有更高的能量密度,在相同重量下可提供更大的存储容量。这意味着电动汽车的行驶里程增加,解决了消费者的一个关键问题。此外,硫资源丰富且成本低廉,有助于提高 Li-S 电池的整体价格。
锂硫电池技术的未来发展重点是提高其循环寿命,并解决硫在充电和放电循环过程中溶解导致容量损失的问题。研究人员正在探索先进材料和创新设计来缓解这些挑战。如果成功,锂硫电池可以通过提供更轻、更高效、更经济的储能解决方案,彻底改变电动汽车行业。
由于硫含量丰富,锂硫电池的优势包括减少对环境的影响,以及降低制造成本的潜力。然而,有限的循环寿命和进一步研发的需求等挑战仍然是广泛采用的障碍。随着技术的进步,锂硫电池在电动汽车中的可行性继续吸引着研究人员和行业利益相关者,并有望实现更清洁、更可持续的交通运输未来。
参考:
- LiSTAR – 法拉第研究所的 LiSTAR 项目旨在应对这些挑战。该联盟将产生新的知识、材料和工程解决方案,这要归功于其对材料和细胞层面的基础研究的双重关注以及改进的系统工程方法。