新一代电池即将“上天”

2023-09-12 16:32

9月11日消息，LG新能源首席技术官申榮埈日前在首尔举行的“韩国投资周”会议上表示，该公司正开发用于城市空中交通（UAM）或高空“伪卫星”的锂硫电池。

所谓高空“伪卫星”，是指像传统飞机那样在高空漂浮或飞行的平台，但操作更像卫星——除了不是在太空中工作，他们可以在大气中保持数周甚至数月，提供连续的领土的覆盖服务。

此前就有业内人士透露，LG新能源计划最早在 2027 年将锂硫电池商业化，航空将成为最先被考虑的应用领域。

据了解，目前韩国三大动力电池厂商在磷酸铁锂领域的市场已经远远落后于中国公司，所以这三家公司都试图通过开发差异化的产品来争夺市场份额：三星SDI和SK On目前正在专注于无钴电池，而LG新能源正在开发锂硫电池。

关于锂硫电池

除了量产遥遥无期的车规级全固态电池之外，锂硫电池目前被认为是能够取代锂离子电池的下一代产品，其单位重量电池的能量密度大约是传统电池的两倍以上。也就是说，同样的能量密度，锂硫电池较锂离子电池轻50%以上；同样的重量，锂硫电池可让电动车的续航可以从400公里提升到800多公里。

锂硫电池的另一个优点是可以在寒冷的环境中使用而不会降低性能，而这一点对于目前应用广泛的三元锂电池和磷酸铁锂电池仍是个大问题。此外，由于硫储量丰富，且价格不高，因此锂硫电池的价格竞争力更强。

与使用镍、钴、锰或铝的三元电池不同，锂硫电池使用硫碳复合材料作为正极材料。在电池中，硫在还原反应的作用下逐步将离子从阳极转移到阴极，而充电时则是利用还原反应将硫化锂转化为硫磺。

当然，这种电池也有缺点，目前来看主要是反复充放电时寿命下降的问题，毕竟硫磺本身导电性低，能量传递效率又低，所以必须增加电解液用量。

锂硫电池到达产业化初试阶段

今年3月，在维科网锂电举办的OFweek 2023（第七届）锂电池&电动汽车产业年会上，加拿大皇家工程院院士、福州大学材料科学与工程学院院长张久俊认为，目前锂硫电池可以进行产业化初试。

张久俊认为，锂电池具有高能量和功率密度，有各种型号和尺寸，可根据装置要求自由配置能量，自放电速率低，每月损失大约5-10%能量等优势，但存在电池寿命不够、内阻高、安全问题等缺点。

对此，张久俊指出，可以通过研究新型纳米材料，提高循环寿命，减少充电时间；通过改进组装模式，提高安全性能。

张久俊称，可以通过四大策略进行改善与提高。部分研究方法如下：

1、正极材料掺杂氧化石墨烯，形成多硫化物在包裹的复合颗粒内部扩散，进而抑制穿梭效应，提高库仑效率和循环寿命；

2、负极形成聚合物保护层：通过MLD技术在锂金属表面涂覆一种铝醇盐聚合物SEI膜，有效地抑制了枝晶生长、防止电解液对锂金属的腐蚀，保护层可在循环中保持稳定，不易破裂。

3、隔膜改性-催化剂涂层：在隔膜阴极面涂敷一层催化剂以催化转化可溶性多硫化物以减少穿梭效应，提高电池性能；

4、硫里边电解质添加剂，例如含硫添加剂，其包括SEI成膜添加剂、导电添加剂，抑制活性硫的溶解。

据悉，中国南京骊电新能源公司早在2021年发布的锂硫电池，其能量密度为350Wh/Kg，电池循环寿命达到1000次。

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