莫納什大學的研究人員能夠設計出一種新型的鋰硫（Li-S）電池，其效率要比當前的鋰離子產品高得多。
具有鋰離子電池容量五倍的電池以及低環境負荷的電池可能會導致電動汽車的大幅便宜化和市電的大規模存儲。基于鋰和硫（Li-S）的電池能夠在超過200個充放電循環中保持99％的效率；如果用于為智能手機供電，它將能夠保持運行五天。
新電池由澳大利亞墨爾本莫納什大學機械工程和航空航天系的研究員Mahdokht Shaibani及其同事開發。
研究人員已為其制造工藝申請了專利（PCT / AU 2019/051239），原型電池已由包括弗勞恩霍夫材料與束技術研究所在內的德國合作伙伴成功制造。科學家認為，這種發展可能會改變未來生產電話，汽車，計算機和太陽能網絡的方式。該研究發表在《科學進展》上。
該研究小組包括Shaibani及其在莫納什大學的團隊。以及來自CSIRO，列日大學，弗勞恩霍夫大學和Beam Technology的同事。
論文作者之一，莫納什大學教授Mainak Majumder說：“ Li-S電池的設計和實施可以徹底改變汽車市場。”
迄今為止，鋰硫電池的弱點是由于硫電極的高容量，硫電極的容量太大，以至于在正常的電池充電和放電周期中會破裂。硫電極在循環過程中會膨脹和收縮，電極的體積變化約78％。
當硫電極充電至所需水平（5至10 mg cm-2）時，由于鋰化/脫鋰量的顯著變化和所產生的應力，較高的能量性能會迅速衰減。研究人員使用較少量的聚合材料為硫顆粒提供了更大的化學空間，這些聚合材料可將硫顆粒在電極中保持在一起，從而在硫顆粒之間形成更大間距的結構。研究人員使用與鋰離子電池相同的材料，重新配置了硫陰極的設計，以便它們可以承受更高的應力負載而不會降低整體容量或性能。
這種鋰硫電池可以大大降低電池成本，因為硫是一種豐富且極其經濟的化學元素。然而，可能存在與鋰離子電池生產相關的道德問題。關于電動遷移率的主要問題與提取電池生產所需的原材料的過程有關。許多研究還集中在對環境影響較小的廉價組件的開發上，例如硫。
據科學家稱，到2050年，道路上的電動汽車數量將達到9.65億，電池的存儲容量將增加到12380 GWh，而光伏系統的存儲容量將超過7100 GW。在未來幾年，對金屬的需求將大大增加。
電池是在未來幾年中從運輸和電力方面使歐洲能源供應系統脫離碳氫化合物的關鍵技術之一。硫更容易發現且更便宜，這不僅是因為它還是石油加工的廢品。在不久的將來，我們將需要新一代高性能，可靠，安全，可持續和負擔得起的電池。
儲能系統在電氣和熱力系統的完全脫碳中將發揮越來越重要的作用。從化石燃料到可再生能源的轉變不能不包括先進能源存儲技術的發展，例如存儲系統和電池。
與傳統的鋰離子（Li-ion）電池相比，新的儲能技術涉及使用硫，硫是一種非常經濟的材料，與傳統的鋰離子相比，具有更高的過載耐受性，更低的毒性和更輕的重量。
利用Li-S電池的電化學反應，可以在各個應用領域帶來令人興奮的新進展。其他研究人員發現，將硫-碳儲能器包裹在一塊薄而柔軟的石墨烯片中可加速電子和離子的傳輸，從而改善性能和導電性。通過將硫碳單元包裝在石墨烯片中，可以實現更長的電池壽命，更好的循環穩定性和更高的效率。
來源：電源管理設計線、電子元器件采購網