想象一下,如果使用一塊電池,它有可能連續(xù)五天為手機(jī)供電,或者使電動(dòng)汽車行駛1000公里以上而無需“加油”。
莫納什大學(xué)的研究人員正處于將世界上最高效的鋰硫(Li-S)電池商業(yè)化的邊緣,該電池的性能可能會(huì)超過目前的市場領(lǐng)導(dǎo)者四倍以上,并在未來為澳大利亞和其他全球市場提供動(dòng)力。
莫納什大學(xué)機(jī)械與航空工程系的Mahdokht Shaibani博士領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)國際研究小組,該小組開發(fā)了一種超高容量的Li-S電池,該電池比目前的鋰離子產(chǎn)品具有更好的性能且對(duì)環(huán)境的影響較小。
研究人員已經(jīng)為他們的制造工藝申請(qǐng)了批準(zhǔn)的專利(PCT / AU 2019/051239),原型電池已經(jīng)由德國研發(fā)合作伙伴弗勞恩霍夫材料與束技術(shù)研究所成功制造。
在中國和歐洲,一些全球最大的鋰電池制造商已表示有興趣擴(kuò)大產(chǎn)量,并計(jì)劃于2020年初在澳大利亞進(jìn)行進(jìn)一步測試。
這項(xiàng)研究發(fā)表在2020年1月4日星期六的《科學(xué)進(jìn)展》上-這是在這一享有聲望的國際出版物中首次發(fā)表的有關(guān)Li-S電池的研究。
Mainak Majumder教授說,這一發(fā)展對(duì)澳大利亞工業(yè)來說是一個(gè)突破,可以改變電話,汽車,計(jì)算機(jī)和太陽能電池板的制造方式。
“成功地在汽車和電網(wǎng)中制造和實(shí)施Li-S電池,將在估計(jì)價(jià)值2130億澳元的澳大利亞鋰價(jià)值鏈中占據(jù)更重要的部分,并將徹底改變澳大利亞的汽車市場,并為所有澳大利亞人提供一個(gè)更清潔,更可靠的能源市場。 ”,Majumder教授說。
“從今年開始,我們的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從政府和國際行業(yè)合作伙伴那里獲得了超過250萬美元的資金,用于在汽車和電網(wǎng)中試用這種電池技術(shù),我們對(duì)此感到最為興奮。”
在標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池中使用相同的材料,研究人員重新配置了硫陰極的設(shè)計(jì),以便它們可以承受更高的應(yīng)力負(fù)載而不會(huì)降低整體容量或性能。
該團(tuán)隊(duì)受到獨(dú)特的橋接架構(gòu)的啟發(fā),該架構(gòu)最早是在1970年代處理洗滌劑粉末時(shí)記錄的,因此設(shè)計(jì)了一種方法,該方法可以在顆粒之間形成鍵合,以適應(yīng)壓力并提供迄今為止任何電池都沒有的穩(wěn)定水平。
Matthew Hill副教授說,具有吸引力的性能以及較低的制造成本,豐富的材料供應(yīng),易于加工和減少的環(huán)境足跡使這種新電池設(shè)計(jì)對(duì)未來的實(shí)際應(yīng)用有吸引力。
希爾副教授說:“這種方法不僅有利于高性能指標(biāo)和長壽命,而且使用水基工藝制造起來簡單,成本極低,并且可以大大減少對(duì)環(huán)境有害的廢物。”