鋰硫電池有望改善鋰電成本和容量難題

    鋰電世界  插電式混合動(dòng)力車和全電動(dòng)輕型、中型及重型汽車將有潛力取代相當(dāng)數(shù)量的液體燃料汽車。該技術(shù)所面臨的主要挑戰(zhàn)是電池系統(tǒng)的性能和成本。電池系統(tǒng)的性能是由能量密度、功率密度、循環(huán)壽命和耐用性等因素決定。在過(guò)去5到6年內(nèi)，研究人員在電池陰極、陽(yáng)極和電解質(zhì)等方面的研發(fā)已經(jīng)取得了一系列重要進(jìn)展，有助于設(shè)計(jì)出具有微米和納米級(jí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的柔性導(dǎo)電膜。最先進(jìn)的石墨陽(yáng)極電池和鋰電池正步入商業(yè)化階段。在未來(lái)幾年內(nèi)，能量?jī)?chǔ)存密度為每公斤200瓦時(shí)（是現(xiàn)有電池能量密度的2倍）、3個(gè)小時(shí)內(nèi)可以完成充電的電池有望得以應(yīng)用。目前汽車用電池系統(tǒng)的成本為每公斤千瓦時(shí)650美元，2030年將降為150美元。
    2012年3月美國(guó)公布了“EV-Everywhere”計(jì)劃，將于2022年前建立世界通用的5人乘坐型普通價(jià)格電動(dòng)汽車的量產(chǎn)體系。該計(jì)劃要求將電池系統(tǒng)的成本降為每公斤千瓦時(shí)190到300美元。采用陽(yáng)極保護(hù)材料和非可燃電解質(zhì)的第三代鋰電池，將具有在高壓和高溫（攝氏55℃）條件下保持穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)。鋰硫電池和金屬空氣電池，則有望破解鋰電池的成本和容量難題，其能量密度是現(xiàn)有鋰電池的10倍，但這需要開發(fā)出理想的陰極和陽(yáng)極保護(hù)材料、非可燃電解質(zhì)，以確保電池的電化學(xué)穩(wěn)定性。
    通常情況下，電池組自耗電量為蓄電池容量的50%，為保證電池壽命必須限制其充電速度。如能成功開發(fā)出可持續(xù)監(jiān)測(cè)單個(gè)蓄電池的某些特性（如溫度、充電狀態(tài)等）的聲納技術(shù)，就可以延長(zhǎng)電池的使用壽命并增加其容量。利用能夠與由原始設(shè)備制造商提供的電池組熱管理系統(tǒng)相配套的標(biāo)準(zhǔn)化蓄電池，同樣可以降低電池的成本。