凯发·k8(国际)-官方网站凯发k8国际科学新知◈✿，凯发k8国际(中国)官方网站◈✿。k8·凯发(中国)◈✿。AI智慧◈✿，天生赢家·一触即发◈✿。大众较为了解的三元锂电池◈✿，其电芯的能量密度可以达到300瓦时/千克◈✿，然而◈✿，一种技术还不成熟◈✿，且还未获得广泛应用的锂硫电池◈✿，能轻松实现600瓦时/千克的能量密度◈✿，而理论能量密度更是高得惊人◈✿！

　　国际电池材料协会发布的《锂硫电池白皮书》中指出◈✿，锂硫电池的理论能量密度为2600瓦时/千克◈✿！

　　如此诱人的能量密度◈✿，必然会吸引各国技术人员进行研究◈✿。今年2月29日◈✿，国家自然科学基金委员会发布了2023年度“中国科学十大进展”◈✿，一项有关锂硫电池的研究成功入选◈✿。今天◈✿，咱们就来好好了解一下这种电池◈✿。

　　各种正在研究的电池中◈✿，要说能量密度最高的◈✿，其实还不是锂硫电池◈✿，而是锂空气电池◈✿，它的理论能量密度高达3500瓦时/千克以上◈✿，比锂硫电池的理论能量密度高很多◈✿。

　　其原理是以锂为负极材料◈✿，以空气中的氧为正极材料◈✿。放电时◈✿，氧气在催化剂的作用下与锂离子反应生成过氧化锂◈✿；充电时◈✿，氧化锂分解生成氧气和锂离子◈✿。

　　因此k8凯发天生赢家一触即发◈✿，目前实验室在研究“锂空气电池”时偏爱至上◈✿，常常是在“纯氧”环境下进行的◈✿。也许未来会成功◈✿，但是目前k8凯发天生赢家一触即发◈✿，锂空气电池还不是我们能达到的成熟技术◈✿。

　　在元素周期表中◈✿，锂元素和钠元素属于同族元素◈✿，它们拥有相似的化学性质◈✿。因此◈✿，在锂离子电池广泛使用的今天◈✿，钠离子电池也逐渐走向了商用◈✿，且未来可期◈✿。

　　在元素周期表中◈✿，氧和硫亦属于同族元素◈✿，两者具备相似的化学性质◈✿。既然“氧”在锂空气电池中可以作为正极◈✿，那么同族元素的硫◈✿，也同样可以作为电池中的正极这便是锂硫电池◈✿。

　　1967年◈✿，Herbert和Ulam首次提出◈✿，可以将硫作为锂电池的正极材料◈✿。需要注意的是◈✿，此时提出的“锂硫电池”还属于原电池◈✿，也就是一次性使用的电池◈✿。

　　20世纪90年代起◈✿，锂硫电池的研究取得了重大进展◈✿，能量密度不断提高◈✿。然而◈✿，锂硫电池的安全性和经济性比较差◈✿。

　　2014年◈✿，大型太阳能无人机Zephyr7偏爱至上◈✿，也就是“西风7号”◈✿，使用锂硫电池连续飞行了11天◈✿。Sion Power当时为它提供的锂硫电池◈✿，其能量密度高达350瓦时/千克偏爱至上◈✿。

　　似乎350瓦时/千克这个能量密度看起来一般般◈✿，但需要注意的是◈✿，这可是在10年前的2014年◈✿。彼时◈✿，新能源车才刚刚起步偏爱至上◈✿，那时使用的锂离子电池◈✿，其能量密度现在看来低得可怜◈✿。

　　虽然西风7号使用的是锂硫电池◈✿，但较新的“Zephyr S”◈✿，也叫“西风8号”◈✿，其在2022年实现了64天的高空连续飞行◈✿，然而◈✿，在“西风8号”上却并未使用锂硫电池偏爱至上◈✿。这也从侧面说明k8凯发天生赢家一触即发◈✿，锂硫电池目前还处于小量尝试应用阶段k8凯发天生赢家一触即发◈✿。

　　2020年◈✿，装载了锂硫电池并由韩国航空航天研究所开发的高空太阳能无人机“EAV-3”◈✿，成功进行了平流层飞行试验◈✿。

　　在2020年的这次飞行试验中◈✿，EAV-3最高飞行高度为22千米◈✿。在总长为13个小时的飞行中◈✿，无人机在12千米至22千米高度的平流层中稳定飞行了7个小时◈✿。

　　综上◈✿，我们可以看出k8凯发天生赢家一触即发◈✿，锂硫电池已处在小范围尝试应用中◈✿。跟传统锂离子电池相比◈✿，它有以下两大核心优势◈✿：

　　两组质量相同的电池◈✿，A电池组的能量密度为200瓦时/千克◈✿，B电池组的能量密度为400瓦时/千克k8凯发天生赢家一触即发◈✿，那这就意味着◈✿：在相同使用环境下◈✿，A电池组的续航时间将是B电池的两倍◈✿。

　　飞行于两万米以上空气极为稀薄的大型太阳能无人机◈✿，它们极其在乎自身的重量◈✿，因此◈✿，它们在早期尝试使用了锂硫电池◈✿，而核心目的就是让电池组尽可能轻◈✿，同时储能容量尽可能大◈✿。

　　单质硫和硫化锂的体积差异悬殊◈✿，在电池的还原反应中◈✿，从单质硫变成“一硫化二锂”时会带来80%左右的体积膨胀k8凯发天生赢家一触即发◈✿。

　　换句话说◈✿，锂硫电池的体积会比较大偏爱至上◈✿。如果是前面提到的大型太阳能无人机倒还好◈✿，因为其本身体积巨大◈✿，所以对电池体积的膨胀有不小的承受空间◈✿。

　　而换作我们身边常用的手机或汽车就有点让人头疼了◈✿，因为这两者都对电池体积的大小有限制◈✿，尤其是手机◈✿。

　　锂硫电池在充放电过程中偏爱至上◈✿，中间产物多硫化锂会溶解在电解液中◈✿，并迁移到电池负极◈✿，继而与锂金属发生反应◈✿，生成新的硫化锂◈✿。这一过程称为“多硫化锂穿梭效应”◈✿，会导致电池容量快速衰减◈✿，循环寿命缩短◈✿。

　　为了解决当前的技术难点◈✿，研究人员需要对锂硫电池内部发生的化学反应了解得清楚一些k8凯发天生赢家一触即发◈✿，再清楚一些◈✿，继而才能针对性地解决问题◈✿。

　　然而◈✿，由于传统的原位显微研究技术的时空分辨率低◈✿，以及锂硫体系不稳定等因素◈✿，人们很难做到这一点◈✿。

　　2023年度“中国科学十大进展”中◈✿，来自厦门大学的廖洪钢◈✿、孙世刚和北京化工大学陈建峰等人◈✿，他们开发出了高分辨电化学原位透射电镜技术◈✿，对锂硫电池界面反应实现了原子尺度动态实时观测和研究◈✿。

　　更重要的是◈✿，近百年来◈✿，“电化学界面反应”通常被认为仅存在“内球反应”和“外球反应”单分子途径◈✿。