全固态锂硫电池能量密度为锂离子电池4倍

物理学家组织网近日报道，美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的科学家设计出一种新型全固态锂硫电池，其能量密度(即每单位能源存储量)约为目前电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍，且成本更低。

几十年来，锂硫电池一直被科学界看好，其比锂离子电池效率更高且成本更低，但电池内使用液态电解质一直是科学家的桎梏。液态电解环保质会通过溶解多硫化物从而帮助锂离子在电池中传导，不过使用寿命较短是其最大弱点。

新的设计方法首先合成出一种富含硫的新物质，并将其作为电池的阴极，其能传导锂离子和传统电池阴极中使用的硫金属锂化物。随后，再将其同由锂制成的阳极和固态电解质结合在一起，便可制造出这种能量密度较大的全固态电池。

固态电解质不仅消除了硫溶解的问题，还避免了与锂金属接触，所以新电池的安全性更高。此外，新锂硫电池中使用的硫是处理石油后剩下的副产品，原料丰富且成本低，储能效果更好，这使得新电池具有很大的市场竞争力。

测试结果表明，新电池在60摄氏度下，经过300次充放电循环后，电容可维持在1200毫安小时/克，而传统锂离子电池的平均电容为140至170毫安小时/克。因为锂硫电池携带的电压为锂离子电池的一半，平均电容为其8倍，所以新电池能量密度约为传统锂离子电池4倍。