莫纳什大学的研究人员能够设计出一种新型的锂硫（Li-S）电池，其效率要比当前的锂离子产品高得多。
具有锂离子电池容量五倍的电池以及低环境负荷的电池可能会导致电动汽车的大幅便宜化和市电的大规模存储。基于锂和硫（Li-S）的电池能够在超过200个充放电循环中保持99％的效率；如果用于为智能手机供电，它将能够保持运行五天。
新电池由澳大利亚墨尔本莫纳什大学机械工程和航空航天系的研究员Mahdokht Shaibani及其同事开发。
研究人员已为其制造工艺申请了专利（PCT / AU 2019/051239），原型电池已由包括弗劳恩霍夫材料与束技术研究所在内的德国合作伙伴成功制造。科学家认为，这种发展可能会改变未来生产电话，汽车，计算机和太阳能网络的方式。该研究发表在《科学进展》上。
该研究小组包括Shaibani及其在莫纳什大学的团队。以及来自CSIRO，列日大学，弗劳恩霍夫大学和Beam Technology的同事。
论文作者之一，莫纳什大学教授Mainak Majumder说：“ Li-S电池的设计和实施可以彻底改变汽车市场。”
迄今为止，锂硫电池的弱点是由于硫电极的高容量，硫电极的容量太大，以至于在正常的电池充电和放电周期中会破裂。硫电极在循环过程中会膨胀和收缩，电极的体积变化约78％。
当硫电极充电至所需水平（5至10 mg cm-2）时，由于锂化/脱锂量的显着变化和所产生的应力，较高的能量性能会迅速衰减。研究人员使用较少量的聚合材料为硫颗粒提供了更大的化学空间，这些聚合材料可将硫颗粒在电极中保持在一起，从而在硫颗粒之间形成更大间距的结构。研究人员使用与锂离子电池相同的材料，重新配置了硫阴极的设计，以便它们可以承受更高的应力负载而不会降低整体容量或性能。
这种锂硫电池可以大大降低电池成本，因为硫是一种丰富且极其经济的化学元素。然而，可能存在与锂离子电池生产相关的道德问题。关于电动迁移率的主要问题与提取电池生产所需的原材料的过程有关。许多研究还集中在对环境影响较小的廉价组件的开发上，例如硫。
据科学家称，到2050年，道路上的电动汽车数量将达到9.65亿，电池的存储容量将增加到12380 GWh，而光伏系统的存储容量将超过7100 GW。在未来几年，对金属的需求将大大增加。
电池是在未来几年中从运输和电力方面使欧洲能源供应系统脱离碳氢化合物的关键技术之一。硫更容易发现且更便宜，这不仅是因为它还是石油加工的废品。在不久的将来，我们将需要新一代高性能，可靠，安全，可持续和负担得起的电池。
储能系统在电气和热力系统的完全脱碳中将发挥越来越重要的作用。从化石燃料到可再生能源的转变不能不包括先进能源存储技术的发展，例如存储系统和电池。
与传统的锂离子（Li-ion）电池相比，新的储能技术涉及使用硫，硫是一种非常经济的材料，与传统的锂离子相比，具有更高的过载耐受性，更低的毒性和更轻的重量。
利用Li-S电池的电化学反应，可以在各个应用领域带来令人兴奋的新进展。其他研究人员发现，将硫-碳储能器包裹在一块薄而柔软的石墨烯片中可加速电子和离子的传输，从而改善性能和导电性。通过将硫碳单元包装在石墨烯片中，可以实现更长的电池寿命，更好的循环稳定性和更高的效率。
来源：电源管理设计线、电子元器件采购网