锂离子电池已经统治新能源产业二十多年,但无论是新能源汽车还是储能系统,都面临着同一个瓶颈——能量密度越来越接近材料极限。
因此,全球科研机构一直在寻找下一代电池体系,而锂硫电池由于极高的理论能量密度,被认为是最有潜力的候选技术之一。然而,这条路线研究了近三十年,却始终停留在实验室阶段。
近期,中国科研团队提出了一种全新的铜-锂双离子架构锂硫电池,不仅从根本上抑制了长期困扰锂硫电池发展的\”穿梭效应\”,还将放电平台提升至3.3V,实验室样品的理论能量密度达到980Wh/kg,刷新了相关体系的性能纪录。
如果未来能够完成工程化验证,这项成果有望重新定义高能量密度电池的发展方向。
一、为什么全世界都在研究锂硫电池?
目前主流动力电池主要采用锂离子体系,例如磷酸铁锂和三元锂电池。
这些电池经过多年发展已经十分成熟,但也逐渐接近材料理论极限,商业化产品能量密度通常只有:
- 磷酸铁锂:约160~220 Wh/kg
- 三元锂:约250~350 Wh/kg
继续提升已经越来越困难。
而锂硫电池不同。
它采用:
- 正极:硫(Sulfur)
- 负极:金属锂(Lithium)
硫和锂都具有极高的理论比容量,因此锂硫体系理论能量密度可达到:
