莫纳什大学开发出超快速充电锂硫电池

据外媒报道，莫纳什大学（Monash University）工程师开发出超快速充电锂硫（Li-S）电池，能够为长途电动汽车和商用无人机供电。

图片来源：莫纳什大学

这种新型电池的能量密度是传统锂离子电池的两倍，同时重量更轻、价格更实惠。随着进一步发展，该技术可能成为未来为电动飞机供电的可行选择。

到目前为止，锂硫电池还没有商业可行性，因为它们的化学性质复杂，充电速度太慢。这项研究历时十年，相关论文已发表于期刊《Advanced Energy Materials》，标志着可再生电池技术的变革性一步，并为实用的锂硫电池原型树立了新的标杆。

莫纳什大学纳米科学与工程实验室（NSEL）博士生Maleesha Nishshanke表示：“受到一种常见的家用消毒剂碘伏的化学原理的启发，我们找到了一种加速充电和放电速度的方法，使其成为现实世界中重型使用的可行电池选择。”

该论文共同第一作者Petar Jovanović博士认为，Li-S电池可以为商用无人机提供动力，同时让高性能、可持续的电动航空愿景更接近现实。“这代表着一项重大突破，使Li-S不仅成为长途电动汽车的可行选择，而且特别适用于航空和海运等需要快速、可靠且重量轻的电力的行业，”Jovanović博士表示。

在电动汽车中，Li-S电池一次充电即可额外行驶1,000公里，同时将充电时间缩短至几个小时。

“想象一下，一辆电动汽车一次充电就能从墨尔本开到悉尼，或者一部智能手机只需几分钟就能充满电——我们即将实现这一目标，”Jovanović博士表示。

联合首席研究员、ARC先进制造研究中心主任Mainak Majumder教授表示，Li-S技术通常难以保持高性能而不迅速退化，但这种改变游戏规则的电池可以处理一次性取出的大量电量而不会发生故障。这种电池更便宜，储存的能量更多。

“我们利用硫的独特化学性质制造出一种更安全、更高效的电池。借助我们的新催化剂，我们克服了商业化的最后障碍之一——充电速度，”Majumder教授表示“我们的催化剂显著提高了Li-S电池的C速率性能，这在早期的概念验证原型电池中得到了证明。”

“随着商业规模化和电池产量的扩大，该技术的能量密度可高达400 Wh/kg。这使得它非常适合需要动态性能的应用，例如航空，电池必须在起飞时处理高C速率，并在巡航时有效切换到低C速率。Li-S电池也是传统锂离子电池所用材料的更环保替代品，传统锂离子电池依赖于有限且通常对环境有害的资源，如钴。”

Majumder教授表示，到2028年，全球锂硫电池市场价值预计将达到2.09亿美元，莫纳什大学的开创性工作可能使澳大利亚处于快速发展的行业的前沿。

“这个新兴行业有潜力创造就业机会、推动经济增长，并使澳大利亚成为市场的主要参与者，”Majumder教授表示。“随着对高性能电池的需求飙升，对尖端技术的投资将对创造就业机会和经济增长产生长期效益。”

研究团队继续创新，目前正在改进新的添加剂，有望进一步加快充电和放电时间，同时减少所需锂的数量。