不過(guò)，現(xiàn)在這一局勢(shì)有望大幅改觀。中科院大連化學(xué)物理研討所儲(chǔ)能技能研討部研討員張華民、李前鋒和副研討員張洪章團(tuán)隊(duì)，計(jì)劃、制備出一款不含硝酸鋰的高功能電解液，完成了在鋰硫電池器材中的運(yùn)用，這給鋰硫電池電解液資料的計(jì)劃制備帶來(lái)了新思路。
    那么這款高功用電解液有哪些技能上的打破、鋰硫電池的優(yōu)勢(shì)以及遠(yuǎn)景怎么，環(huán)繞這些疑問(wèn)，記者專訪了張華民。
    高功用電解液?jiǎn)柺?br />     記者：您地點(diǎn)的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、制備出這款電解質(zhì)溶液，其功用優(yōu)勢(shì)有哪些？
    張華民：首要，克己電解液的安全性好。此前鋰硫電池用的電解液富含許多的硝酸鋰，其與碳硫復(fù)合物混合時(shí)，成分與“黑火藥”相似，因而存在很大的燃爆風(fēng)險(xiǎn)。咱們團(tuán)隊(duì)研制的電解液不含硝酸鋰，安全性愈加優(yōu)異。
    其次，克己電解液的安穩(wěn)性好。研制的電解液能夠使鋰硫電池接連安穩(wěn)循環(huán)30次以上，依照一天充放電一次的運(yùn)用方法，該電池能夠確保無(wú)人飛機(jī)長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月的不間斷翱翔。這一功用歸于現(xiàn)在戳穿報(bào)導(dǎo)的最佳功用。
    再次，克己電解液的容量表現(xiàn)好。研制的電解液選用二氧戊環(huán)（DOL）作為溶劑，初度完成了較高的容量表現(xiàn)，使鋰硫電池在0.2C的敏捷充放電過(guò)程中仍然到達(dá)350Wh/kg的能量密度。
    記者：取得電解液資料研討翻開(kāi)，前后用時(shí)多久
    張華民：電解液是挑選鋰硫電池功用的要害資料之一，是鋰硫電池技能翻開(kāi)的瓶頸技能。自2013年10月，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始將電解液作為首要打破點(diǎn)，致力于開(kāi)宣告安全性好、運(yùn)用壽數(shù)長(zhǎng)的鋰硫電池。到2016年8月，團(tuán)隊(duì)在電解液范疇取得初步翻開(kāi)，研制出一類不含硝酸鋰的高功用電解液，并在大容量（4—60Ah）鋰硫電池中取得成功運(yùn)用，研制歷時(shí)2年零10個(gè)月。
    技能攻關(guān)鋰硫電池應(yīng)戰(zhàn)
    記者：團(tuán)隊(duì)在電池技能方向上，專攻哪些技能方向
    張華民：現(xiàn)在，大連化物所儲(chǔ)能技能研討部在電池范疇的研討首要側(cè)重三個(gè)方向：一是大規(guī)模、固定式電池儲(chǔ)能技能,包含全釩液流電池、鋅溴液流電池、鋅鎳液流電池及鉛碳電池；二是高比能、動(dòng)力電池技能，如鋰硫電池。研討重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)電池要害資料，例如電解液、碳硫復(fù)合物、隔閡等。三是可在環(huán)境溫度零下40℃—零上50℃工作的全天候，高能量密度、高放電倍率電池。
    記者：在鋰硫電池范疇，團(tuán)隊(duì)都做了哪些竭力和打破？
    張華民：研討團(tuán)隊(duì)以鋰硫電池器材的工業(yè)化為方針，對(duì)捆綁鋰硫電池翻開(kāi)的要害資料（正極、負(fù)極、隔閡、電解液）及要害技能（電極涂覆、電池設(shè)備、電池化成等）翻開(kāi)了翔實(shí)的研討，并取得相應(yīng)的打破。
    例如，在正極資料方面，開(kāi)宣告比表面積2300m2/g,孔容為8cm3/g的高功用多孔碳資料，并經(jīng)過(guò)獨(dú)創(chuàng)的“相轉(zhuǎn)化”成型技能，制成具有一起“三接連”構(gòu)造的鋰硫電池電極；在隔閡資料方面，開(kāi)宣告具有納米級(jí)離子傳輸孔道的離子挑選透過(guò)隔閡；在電池器材方面，制成30Ah以上級(jí)鋰硫一次電池，能量密度到達(dá)900Wh/kg以上。
    記者：鋰硫電池現(xiàn)在在技能上還面對(duì)哪些瓶頸，下一步團(tuán)隊(duì)將在哪方面持續(xù)竭力？
    張華民：鋰硫電池現(xiàn)在還存在許多技能應(yīng)戰(zhàn)。咱們團(tuán)隊(duì)將在三個(gè)方面持續(xù)竭力：持續(xù)前進(jìn)鋰硫電池的循環(huán)運(yùn)用壽數(shù)；持續(xù)前進(jìn)鋰硫電池的安全性；開(kāi)宣告能量密度跨越1200Wh/kg的鋰硫一次電池。
    鋰硫?qū)?lái)翻開(kāi)空間大
    記者：在業(yè)界看來(lái)，現(xiàn)在鋰硫電池具有較高的能量密度和低價(jià)的本錢(qián)，是儲(chǔ)能范疇的首要研討方向，能詳細(xì)談?wù)剢幔?br />     張華民：首先看鋰硫電池的能量密度。在已知的電池負(fù)極資猜中，金屬鋰的電位最負(fù)、比容量較大。在已知的正極資猜中，單質(zhì)硫的電位適中、比容量也較大。鋰硫電池是將金屬鋰和單質(zhì)硫組成電池，其理論比能量能夠到達(dá)2600Wh/kg，是現(xiàn)在商品化鋰離子電池理論比能量的3—5倍。做成電芯商品后，鋰硫電池的實(shí)踐能量密度仍然能夠到達(dá)300—900Wh/kg的較高水平，而商品化鋰離子動(dòng)力電池的能量密度僅為100—200Wh/kg。即便將鋰離子電池的負(fù)極換成金屬鋰，其能量密度仍然大幅低于鋰硫電池。因而，鋰硫電池具有很大的技能吸引力，是當(dāng)時(shí)儲(chǔ)能范疇的首要研討方向。其次，關(guān)于鋰硫電池的本錢(qián)。資料本錢(qián)低價(jià)是鋰硫電池的固有優(yōu)勢(shì)。依據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化的電芯組成和技能條件，能夠預(yù)算不一樣電池電芯原資料本錢(qián)報(bào)價(jià)。
    對(duì)鋰硫電池來(lái)說(shuō)，正極資料首要為碳硫復(fù)合物，本錢(qián)十分低，本錢(qián)首要來(lái)自于金屬鋰和電解液。鋰硫電池的電解液用量占電芯質(zhì)量的30%—50%，是鋰離子電池的2—3倍。跟著電池正負(fù)極功能的進(jìn)步，鋰硫電池所需電解液的用量將大幅下降，本錢(qián)會(huì)進(jìn)一步下降。依據(jù)咱們實(shí)驗(yàn)室6Ah軟包裝鋰硫電池預(yù)算，電芯本錢(qián)約為0.21元/Wh，與以金屬鋰為負(fù)極、以富鋰錳資料為正極的金屬鋰離子電池附近，但是比現(xiàn)在商業(yè)化鋰離子電池的本錢(qián)低得多。
    但是，用戶在挑選電池的過(guò)程中，思考的不僅是其瓦時(shí)本錢(qián)，還需求思考其循環(huán)壽數(shù)?，F(xiàn)在為止，美國(guó)SionPower公司（鋰硫電池領(lǐng)軍公司）開(kāi)發(fā)的400Wh/kg的、以金屬鋰為負(fù)極的鋰離子電池在160次循環(huán)的能量剩下為50%，這與以石墨為負(fù)極的鋰離子電池?cái)?shù)千次的循環(huán)壽數(shù)相差甚遠(yuǎn)。假如核算單次循環(huán)本錢(qián)，鋰硫電池的本錢(qián)優(yōu)勢(shì)并不顯著。因而，從運(yùn)用本錢(qián)的視點(diǎn)思考，鋰硫電池的循環(huán)壽數(shù)仍需求進(jìn)一步進(jìn)步。
    記者：現(xiàn)在鋰硫電池還處于實(shí)驗(yàn)室期間，在您看來(lái)，鋰硫電池什么時(shí)候能完成量產(chǎn)，將來(lái)開(kāi)展空間怎么？
    張華民：鋰硫電池涉及許多技能疑問(wèn)，如循環(huán)壽數(shù)短、金屬鋰穩(wěn)定性差、電解液易燃等。跟著這些疑問(wèn)不斷得到處理，鋰硫電池的運(yùn)用范疇也將不斷得到拓展。
    現(xiàn)在，鋰硫一次電池的比能量現(xiàn)已到達(dá)900Wh/kg，能夠在一些范疇取得運(yùn)用。但是，鋰硫二次電池的循環(huán)壽數(shù)還很短，還不到鋰離子電池的1/10，尚需求經(jīng)歷適當(dāng)長(zhǎng)的開(kāi)展歷程。
    從實(shí)用視點(diǎn)講，鋰硫電池有可能首先在對(duì)比能量請(qǐng)求較高的無(wú)人機(jī)等范疇取得運(yùn)用，并逐漸向電動(dòng)車(chē)范疇拓展。該電池的開(kāi)展空間很大，但技能應(yīng)戰(zhàn)與開(kāi)展機(jī)會(huì)并存。

    
 
鋰硫電池 鋰硫二次電池
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