所謂高空“偽衛(wèi)星”,是指像傳統(tǒng)飛機(jī)那樣在高空漂浮或飛行的平臺(tái),但操作更像衛(wèi)星——除了不是在太空中工作,他們可以在大氣中保持?jǐn)?shù)周甚至數(shù)月,提供連續(xù)的領(lǐng)土的覆蓋服務(wù)。
此前就有業(yè)內(nèi)人士透露,LG新能源計(jì)劃最早在 2027 年將鋰硫電池商業(yè)化,航空將成為最先被考慮的應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)了解,目前韓國三大動(dòng)力電池廠商在磷酸鐵鋰領(lǐng)域的市場已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于中國公司,所以這三家公司都試圖通過開發(fā)差異化的產(chǎn)品來爭奪市場份額:三星SDI和SK On目前正在專注于無鈷電池,而LG新能源正在開發(fā)鋰硫電池。
關(guān)于鋰硫電池
除了量產(chǎn)遙遙無期的車規(guī)級(jí)全固態(tài)電池之外,鋰硫電池目前被認(rèn)為是能夠取代鋰離子電池的下一代產(chǎn)品,其單位重量電池的能量密度大約是傳統(tǒng)電池的兩倍以上。也就是說,同樣的能量密度,鋰硫電池較鋰離子電池輕50%以上;同樣的重量,鋰硫電池可讓電動(dòng)車的續(xù)航可以從400公里提升到800多公里。
鋰硫電池的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以在寒冷的環(huán)境中使用而不會(huì)降低性能,而這一點(diǎn)對(duì)于目前應(yīng)用廣泛的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池仍是個(gè)大問題。此外,由于硫儲(chǔ)量豐富,且價(jià)格不高,因此鋰硫電池的價(jià)格競爭力更強(qiáng)。
與使用鎳、鈷、錳或鋁的三元電池不同,鋰硫電池使用硫碳復(fù)合材料作為正極材料。在電池中,硫在還原反應(yīng)的作用下逐步將離子從陽極轉(zhuǎn)移到陰極,而充電時(shí)則是利用還原反應(yīng)將硫化鋰轉(zhuǎn)化為硫磺。
當(dāng)然,這種電池也有缺點(diǎn),目前來看主要是反復(fù)充放電時(shí)壽命下降的問題,畢竟硫磺本身導(dǎo)電性低,能量傳遞效率又低,所以必須增加電解液用量。
鋰硫電池到達(dá)產(chǎn)業(yè)化初試階段
今年3月,在維科網(wǎng)鋰電舉辦的OFweek 2023(第七屆)鋰電池&電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)年會(huì)上,加拿大皇家工程院院士、福州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長張久俊認(rèn)為,目前鋰硫電池可以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化初試。
張久俊認(rèn)為,鋰電池具有高能量和功率密度,有各種型號(hào)和尺寸,可根據(jù)裝置要求自由配置能量,自放電速率低,每月?lián)p失大約5-10%能量等優(yōu)勢,但存在電池壽命不夠、內(nèi)阻高、安全問題等缺點(diǎn)。
對(duì)此,張久俊指出,可以通過研究新型納米材料,提高循環(huán)壽命,減少充電時(shí)間;通過改進(jìn)組裝模式,提高安全性能。
張久俊稱,可以通過四大策略進(jìn)行改善與提高。部分研究方法如下:
1、正極材料摻雜氧化石墨烯,形成多硫化物在包裹的復(fù)合顆粒內(nèi)部擴(kuò)散,進(jìn)而抑制穿梭效應(yīng),提高庫侖效率和循環(huán)壽命;
2、負(fù)極形成聚合物保護(hù)層:通過MLD技術(shù)在鋰金屬表面涂覆一種鋁醇鹽聚合物SEI膜,有效地抑制了枝晶生長、防止電解液對(duì)鋰金屬的腐蝕,保護(hù)層可在循環(huán)中保持穩(wěn)定,不易破裂。
3、隔膜改性-催化劑涂層:在隔膜陰極面涂敷一層催化劑以催化轉(zhuǎn)化可溶性多硫化物以減少穿梭效應(yīng),提高電池性能;
4、硫里邊電解質(zhì)添加劑,例如含硫添加劑,其包括SEI成膜添加劑、導(dǎo)電添加劑,抑制活性硫的溶解。
據(jù)悉,中國南京驪電新能源公司早在2021年發(fā)布的鋰硫電池,其能量密度為350Wh/Kg,電池循環(huán)壽命達(dá)到1000次。