韩国研究人员开发出低成本柔性高能量密度锂硫电池

据外媒报道，韩国电气研究院（Korea Electrotechnology Research Institute，KERI）宣布开发出一种低成本的柔性高能量密度锂硫电池。该电池使用资源丰富的硫代替昂贵的稀土作为正极材料，从而降低了制造成本。

图片来源：韩国电气研究院

据悉，该锂硫电池的能量密度达世界最高水平，可广泛用于未来的航空移动出行电池，如飞行汽车和无人机。KERI研究员Park Joon-woo表示：“由于锂硫电池使用的是廉价而丰富的硫和碳材料，因此对于韩国等缺乏稀土资源的国家非常重要。”

锂硫电池比锂离子电池具有更高的能量密度，但由于寿命和安全性较低，实现该电池的商业化并不容易。锂和硫在充放电过程中相遇会变成硫化锂，也称为多硫化锂。但由于在电解液中具有高溶解度，该材料会在反复充放电过程中消失。

Park的团队使用活性炭作为隔膜涂层材料物理成功捕获到多硫化锂，并将具有高吸附能力的磷掺杂到碳材料中，以及诱导化学捕获，成功防止了多硫化锂引起的性能下降。

该研究团队强化了锂硫电池的柔性功能。通过使用具有高导电性、高强度和柔韧性的碳纳米管材料作为硫阴极，研究人员去除了沉重的集电器，提高了能量密度并实现经久耐用。

Park表示其研究团队将尝试通过利用该技术大规模合成固体电解质，以确保下一代锂硫固态电池的源技术。因为固态电解质不易燃且更稳定，全固态电池具有比锂离子电池更高的能量密度，被视为电动汽车的下一代电源。

2021年10月，KERI将技术转让给东莞大州电子材料有限公司，以低价量产全固态电池用硫化物基固体电解质。该公司将开发各种可替代固态电池锂金属阳极的硅材料。

固态电池可实现更快的充电、更高的电压和更长的循环寿命。然而，实现量产需要应对能量和功率密度、耐用性、材料成本、灵敏度和稳定性等问题。基于硫化物的固态电池使用锂金属作为负极材料，以实现高能量密度和安全性。