让锂硫电池更接近市场

锂硫电池因其低成本和高理论能量密度（与锂金属阳极结合时能量密度超过500瓦时/千克）而成为高性能储能应用的有希望的候选材料。然而，由于硫的多硫化物转变和体积变化会导致阴极在循环过程中发生化学和机械性能下降，开发高耐用性的硫基阴极一直是一项挑战。

南卡罗来纳大学的研究人员通过开发一种简单的电极加工方法，生产出高度耐用的硫阴极，朝着解决这一问题迈出了重要一步。这些电极采用自结构化方法包裹硫颗粒粘合剂，仅使用市售的硫、炭黑和粘合剂，不含任何其他成分。

研究人员在原料制备阶段控制了粘合剂的溶解，从而在硫颗粒周围形成了由粘合剂和碳壳组成的多孔结构，这种结构可以捕获可溶性多硫化物并减缓传输机制。通过这种方法获得的硫正极在1000次循环中表现出74%的出色容量保持率，这得益于多硫化锂的传输和活性物质损失的显著减少。表面电荷高的电极也表现出了优异的循环性能和高容量。

研究人员在去年完成项目第一阶段后，公布了这些成果，当时他们使用的是纽扣电池。现在，他们正着手研究实用的电池形状，以确定其是否具备商业化可行性。该团队目前的研究重点是袖珍电池，理论上，这种电池的能量密度最高，因为这种电池的剩余重量最轻。“袖珍电池的外壳通常比其他类型的电池更轻、更薄，从而将大部分体积和重量留给了提供能量的组件，”化学工程助理教授Golareh Jalilvand解释道。

尽管电池尺寸增大带来的挑战也随之增加，但南加州大学的研究人员已经实现了从纽扣电池到袖珍电池的快速且成功的转变。“我们已成功研发出能量密度卓越的锂硫袖珍电池，”Golareh Jalilvand 说道。“我期待看到袖珍电池的长寿命和耐用性，因为这对我们和我们的工业合作伙伴来说都是最后的一步。届时，我们就可以宣布，我们已经拥有了一款可以上市的锂硫电池。”

鉴于锂硫电池充放电时间较长，研究人员认为，它最适合不需要快速充电的应用。这些应用包括卡车、公共汽车和其他需要较长放电时间（通常称为“续航里程”）的重型运输车辆，这些车辆可以在充电站过夜。该技术在固定式应用（例如电网级储能）和太空应用方面也具有巨大潜力。

为了进一步提高锂硫电池的性能和可靠性，ACE 电池 的创新储能系统提供了战略优势。通过整合这些先进的 电池存储解决方案 多余的能量可以得到有效的储存和利用，从而促进锂硫电池的实用化和商业化。这种整合不仅支持向市场化产品的过渡，还能增强能源基础设施的可持续性和弹性。