高密度锂硫电池赋能 电动飞机可续航两小时

  • 2020年09月16日
  • 作者: 汪洪

    汪洪

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电动飞机eColt

电动飞机eColt

英国公司Oxis日前表示,他们已经研发出安全、高密度的锂硫电池,并将为得克萨斯飞机制造公司提供90千瓦时的下一代电池组。该电池组能够为电动飞机eColt(用于训练飞行员的教练机)提供动力,并支持其2小时、230英里的飞行。

锂硫技术被视为锂离子储能技术的一种更安全、可靠和环保的替代品。理论上,在给定大小和重量的电池中,锂硫电池可以比锂电池多容纳五倍的电量。另外,由于硫是一种廉价且丰富的原材料,所以这种电池比目前的锂电池要便宜很多。

“典型的锂离子电池设计可容纳100到265 瓦时/千克,这取决于它已经被优化过的其他性能,如峰值功率或长寿命。”Oxis电池开发负责人Mark Crittenden表示,“Oxis开发的一种锂硫聚合物电池原型被证明可以达到470 瓦时/千克,预计在一年内能达到500 瓦时/千克。由于这项技术还很新,并且有改进的空间,所以预计在2025年有望达到600瓦时/千克。另外,锂硫电池体积密度也很有前途。”

然而就寿命而言,锂硫电池的情况似乎不太好。Oxis网站上写道:“在未来两年内,我们的目标是将目前的循环寿命提高一倍,达到500次以上。”

不过这种电池被证明是安全、耐压的,而且它还有一个额外的优势,那就是它们可以在0%~100%的充电范围内使用,而锂离子电池通常需要保持在满电范围的10%~90%,以避免过度充电。

在实际操作中,锂硫电池还会遇到其他一些问题,尤其是树突形成的问题,其阳极上的离子沉积会形成导电材料,进而导致电池短路并起火。锂金属阳极则倾向于以不太危险的方式降解,而这最终导致电池耗尽。

对此,Crittenden团队在电池阳极上使用了一层薄薄的陶瓷材料来解决上述问题,并由此产生比之前的锂电池设计寿命长得多的高能电池。

眼下,Oxis正在研究高密度锂硫电池的其他应用,尤其是在高空伪卫星市场。此外,它还致力于为公共汽车和卡车提供解决方案。

据了解,目前,Oxis公司在威尔士的电解液和阴极活性材料生产厂正在建设中。另外,该公司还计划于2023年左右在巴西米纳斯吉拉斯的一个梅赛德斯工厂开始批量生产锂硫电池。该基地的第一阶段将实现每年最多生产500万个电池的目标。

来源:《中国科学报》

(责任编辑:汪洪)

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