在今年的上汽Tech－Show上，上汽大眾展出的鋰硫電池受到現(xiàn)場觀眾的普遍關(guān)注。鋰硫電池是一項(xiàng)新的電池技術(shù)，它在能量密度和成本方面的優(yōu)勢非常明顯，但在材料特性和制作工藝方面還存在一定缺陷。

鋰硫電池內(nèi)部具有怎樣的結(jié)構(gòu)？在開發(fā)過程中存在哪些技術(shù)難點(diǎn)？小編請教了上汽大眾電池開發(fā)工程師謝彬。他表示，鋰硫電池的工作壽命和功率性能是目前面臨的兩個(gè)難點(diǎn)。雖然鋰硫電池還沒有量產(chǎn)，但未來鋰硫電池有可能在上汽大眾的新能源車型上搭載。

據(jù)謝彬介紹，鋰硫電池是國家863項(xiàng)目，由中科院蘇州納米所負(fù)責(zé)開發(fā)。基于中科院蘇州納米所的研究成果，上汽大眾建立了新型電池體系性能評價(jià)和設(shè)計(jì)能力和新型體系電池模組的仿真能力，正在進(jìn)行車載應(yīng)用前期探索。

Q：什么是鋰硫電池？

謝彬：鋰硫電池是鋰電池的一種，它是以硫作為正極，金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。鋰硫電池在電動(dòng)汽車和大規(guī)模儲(chǔ)能中具有廣闊的應(yīng)用前景，目前，鋰硫動(dòng)力電池處于研發(fā)階段，還沒有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

Q：鋰硫電池優(yōu)勢如何體現(xiàn)？技術(shù)原理是什么？

謝彬：最早在汽車上使用的電池是鉛酸電池，它的能量密度只有50Wh/kg；目前普遍采用的鋰離子電池能量密度最高能做到240Wh/kg；如果采用鋰硫電池，能量密度能達(dá)到300Wh/kg，甚至更高。因此，能量密度高是鋰硫電池的最大優(yōu)勢。

傳統(tǒng)的三元鋰電池是通過鈷原子來固定鋰原子，一個(gè)鈷原子只能結(jié)合一個(gè)鋰離子。鋰硫電池采用硫原子來固定鋰原子，一個(gè)硫原子可結(jié)合兩個(gè)鋰離子。而且硫的原子量小于鈷，重量比鈷輕得多，這就是為什么鋰硫電池能量密度高的原因。

Q：與現(xiàn)有的動(dòng)力電池相比，鋰硫電池的成本有競爭力嗎？

謝彬：由于硫在地球中儲(chǔ)量豐富，價(jià)格相對低廉，每噸硫原料的成本大約是1300元。如果采用三元鋰的話，每噸原料的成本少則十幾萬元，多則幾十萬元，差距非常大。而且，鋰硫電池的硫正極可以循環(huán)利用，對環(huán)境非常友好。

Q：現(xiàn)階段，鋰硫電池是否存在哪些短板？如何解決？

謝彬：鋰硫電池面臨的技術(shù)難點(diǎn)一是正極的硫會(huì)溶解于電解液，造成電池迅速衰減，直接影響車輛性能；二是硫在充放電過程中，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致變形，有可能導(dǎo)致電池?fù)p壞。

目前，主要的解決方法是從電解液和正極材料兩個(gè)方面入手。由于高活性的正極材料含硫比例高，我們通過新的噴射涂片方法來合成電極，讓電極更加穩(wěn)定。另外，通過在電解液中加入不同的添加劑，可以非常有效地抑制鋰多硫化合物的溶解和避免充放電過程中的副反應(yīng)。

Q：鋰硫電池距離量產(chǎn)還需要多久？

謝彬：根據(jù)現(xiàn)在的研發(fā)進(jìn)度來看，鋰硫電池距離量產(chǎn)還有一段距離。我估計(jì)這個(gè)過程還需要5-7年時(shí)間。目前我們正在和中科院蘇州納米所一起攻關(guān)，進(jìn)行車載應(yīng)用前期探索，先把基礎(chǔ)打好。

Q：上汽大眾在鋰硫電池項(xiàng)目中扮演了怎樣的角色？

謝彬：上汽大眾的鋰硫電池項(xiàng)目是一個(gè)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的項(xiàng)目。上汽大眾首先根據(jù)整車的性能對電池進(jìn)行整車仿真，提煉出針對鋰硫電池的設(shè)計(jì)要求，包括電池正極的設(shè)計(jì)要求、電池性能的測試方法等。

鋰硫電池的單體設(shè)計(jì)和開發(fā)主要由中科院蘇州納米所負(fù)責(zé)。內(nèi)容包括電池材料、材料工藝、電池構(gòu)成、電池結(jié)構(gòu)等方面的研究。鋰硫電池做成單體后，我們再把單體組裝成動(dòng)力電池模組進(jìn)行驗(yàn)證測試。最后，我們會(huì)對電池進(jìn)行機(jī)械和熱仿真實(shí)驗(yàn)，不斷優(yōu)化測試結(jié)果。