更便宜,更轻和更能量密度:的锂硫电池的承诺

由雷克斯梅里菲尔德

锂硫电池,这比目前的车型更轻,更便宜,可能是下一代动力电池,我们在电动车或手机使用 - 如果科学家可以让他们持续更长的时间。

主要的吸引力是它们能够存储更多的能量比使用目前的锂离子(Li离子)技术类似的电池。这意味着他们可以在单次充电大大延长持续。

所以它应该是相对简单的把它们投入生产 - 它们还可以在锂离子电池是由工厂生产。

而不是使用昂贵的钴,这是极易脆弱的全球供应链,他们使用的硫磺,其可作为石油工业的副产物的廉价原料。和每个电源的单位成本可以提供大量节省。

那么,什么是套牢?

主要的问题是,他们不能让他们在商业上可行之前,目前锂硫(李S)电池不能充电足够的时间。

这是所有在内部化学:充电锂硫电池导致积聚降解细胞,缩短其寿命的化学沉积物。

沉积物形成在薄的,树状结构,称为树突,其从锂阳极分支向上 - 电池内部的负电极。沉积物降低阳极和电解质,其是在锂离子来回穿梭的平台。

这降低了电池可提供,并且还可以最终使短路,可能导致易燃电解质着火的功率。这充分证明,可以折磨的锂离子电池,这就是为什么航空公司安全规定的一系列手机备用电源包只能在手提行李,在冒烟,着火是更容易被发现或检测到携带问题。

粗糙的尖峰

电池单元开发者有困难得到锂vwin手机版重新存款平滑和平稳地回到在阳极上,而再充电锂硫电池,而不是在参差不齐的尖峰。

目前的锂硫电池可能适用于也许少至50再充电循环。因此,他们需要大幅改善,成为乘用车商业上可行的 - 一个主要目标市场路易斯·桑托斯博士,在西班牙巴塞罗那Leitat技术学院储能研究员说。

他的技术协调员LISA项目,该项目的工作以优化的锂硫电池的各种元件以使它们足够紧凑 - 和足够可靠 - 在小电动车中使用。

的主要目标是保持锂阳极有更多的再充电循环。

要做到这一点,LISA财团伙伴Pulsedeon,坦佩雷芬兰,使用激光在层上沉积阳极陶瓷复合厚只有几微米。这保护降解锂阳极,并且防止了这颗枝晶尖峰的生长。

“我对阳极非常有信心,”桑托斯博士说。“我们有很好的合作伙伴一起努力,我们可能很快会有很好的效果。”

锂 - 硫电池的组件都需要优化 - 从阳极和其保护陶瓷层,膜,电解质和阴极。和LISA的合作伙伴正在为每一个不同的选项。

虽然锂 - 硫电池商店可以理论上可达质量储存的锂离子电池五倍的能量,他们还需要更多的容量,因此研究的重点是保证解决方案尽可能紧凑。

“对于大集成(乘用车),我们所谈论的(类似)从现在起10年。”

克里斯托夫Aucher博士,Leitat,巴塞罗那,西班牙

混合电解质

一个的LISA研究者正在努力设法固体电解质以下步骤: - 传导离子(带电原子和分子)在进行正极和负极端子在电池内部之间的材料的材料。

传统的锂离子电池通常使用的电解质凝胶或液体,但是这些可以甚至在低温下会造成火灾风险。所以LISA财团正在电解质,最大限度地减少这种风险。

他们目前正在用固体陶瓷元件和一个适应性强的,灵活的聚合物的组合进行试验。

另一种方法是将一个“化学导火索”进入细胞。我们的想法是为包围具有热敏截止,基本上表现得像一个脱扣开关,如果温度升高得急剧时停止电流的材料。

桑托斯博士相信,LISA项目将导致对技术的重大改进。

“即使我们没有一个最终产品(乘用车),可以肯定我们将有一定的效果,可以提高锂 - 硫电池组,”他说。

大部分LISA的工作是建立在一个项目叫做结果ALISE,这是由Christophe Aucher博士,Leitat在储能首席研究员领导。

Aucher博士说从ALISE一个显着结果是,汽车制造商SEAT表明,栗-S技术提供10%更好驱动范围大于锂离子技术用于插电式混合动力电动车辆(PHEV)和大约2%更好的电池电车辆(BEV) - 约比等效的轻15%的电池组。

“我们得到了(一)奇怪,它不能正常工作,以及锂离子电池,但(事实上)略高于锂离子更好,” Aucher博士说。“我们谈论的是一种技术,只有成熟的这种低水平的,所以这是样惊人的。”

无人机

这研究还表明大量的潜在的成本节约,李-S潜在可用约€每千瓦时72 - 比同类锂离子技术减少30%。

但ALISE的电池只能经过大约50个周期,他们失败了,Aucher医生建议他们将需要约20倍,是在小型电动车可行之前。

完善这一点,最终的包装,将需要一段时间是在小型车真正的大众市场产品。

“对于大集成(乘用车),我们所谈论的(类似)10年后,” Aucher博士说。

同时,该技术已经被证明在应用值得其中体积不如质量的关键。

OXIS能源,这两个项目的合作伙伴,根据牛津大学在英国附近,与梅赛德斯 - 奔驰合作生产客车的电池,其中一个稍大的体积被大幅减轻重量压倒,从而可以进行更多的乘客。

和锂 - 硫电池中在要求轻量的电池,并且可以关闭一次充电运行很长一段时间,如无人驾驶飞机或卫星设备已被使用。

本文中的研究是由欧盟资助。如果你喜欢这篇文章,请考虑分享它在社交媒体上。由...出版地平线

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