在德國(guó)的馬路上行駛的機(jī)動(dòng)車有4000萬輛,其中電動(dòng)汽車的數(shù)量,據(jù)德國(guó)聯(lián)邦交通部的數(shù)據(jù),目前約為6400輛。影響電動(dòng)汽車快速發(fā)展的原因主要在于電池的一次行駛里程過短及儲(chǔ)電成本較高。為了尋找更加有效的技術(shù)方案,德國(guó)科學(xué)家看好鋰—硫—電池,因?yàn)橄啾扔阡囯x子電池,鋰—硫—電池效率高而成本低。但是,它有個(gè)致命的弱點(diǎn),便是壽命短,也因此至今未能被任何汽車采用。
這個(gè)狀態(tài)現(xiàn)在可望得到改變。決定電池性能與壽命的關(guān)鍵是陰極與陽極的相互作用。德國(guó)弗朗霍夫材料與光束技術(shù)研究所 (德累斯頓)的研究人員開發(fā)出一款新型鋰—硫—電池,通過特殊的陰極與陽極材料組合,使其充電循環(huán)次數(shù)提高7倍,從不到200次擴(kuò)大到1400次。專家介紹說,鋰—硫—模式電池的陰極材料是硫,不同于鋰離子電池中采用的鈷,不屬于稀缺材料,因而成本低廉。然而硫與液體電解質(zhì)也發(fā)生交互作用,降低電池的性能。弗朗霍夫的科學(xué)家們便利用多孔碳來作為陽極材料,留存住硫,以減緩其與電解質(zhì)的結(jié)合過程。新材料充電時(shí)的變形狀況大大小于通常采用的鋰金屬,因此性能要穩(wěn)定得多??茖W(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種方法,用于生產(chǎn)這種特殊的電池陰極。
據(jù)稱,鋰—硫—電池的能量密度可達(dá)到600 Wh/kg,中期可實(shí)現(xiàn)500 Wh/kg,而目前使用的鋰離子電池頂多達(dá)到250 Wh/kg。這意味著以同等的電池重量,行駛里程將擴(kuò)大1倍。這對(duì)于智能手機(jī)制造商同樣具有意義,移動(dòng)電話可使用更輕的電池而減少分量。目前弗朗霍夫材料與光束技術(shù)研究所科學(xué)家們正在進(jìn)一步地優(yōu)化材料與生產(chǎn)方法。