快充鋰硫電池技術(shù)商業(yè)化進程開啟

澳大利亞莫納什大學(xué)的工程團隊成功研制出一款可超快速充電的鋰硫（Li-S）電池，其卓越性能足以驅(qū)動長途電動汽車及商用無人機，為新能源交通與物流配送領(lǐng)域注入強勁動力。這款輕質(zhì) Li-S 電池不僅充電速度快，在能量密度上也實現(xiàn)了重大突破，相較傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度翻倍，同時重量大幅減輕，展現(xiàn)出在無人機動力領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景，電動飛機領(lǐng)域亦有望成為其未來的商業(yè)版圖拓展方向。

研究團隊已設(shè)定明確目標，擬于一年內(nèi)將該技術(shù)應(yīng)用于商用無人機及電動垂直起降飛行器（eVTOL）的示范項目中，以加速其商業(yè)化進程。該項目歷經(jīng)十年精心研發(fā)，相關(guān)成果已榮登《先進能源材料》權(quán)威期刊，彰顯其在學(xué)術(shù)與應(yīng)用價值上的雙重高度。為推動技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，莫納什大學(xué)正式成立新興子公司——戈弗能源（Ghove Energy），當(dāng)前正積極開展種子輪前融資活動，廣泛吸引戰(zhàn)略投資伙伴，以期共同開拓這一極具潛力的新能源市場。

論文首要作者、莫納什納米科學(xué)與工程實驗室（NSEL）博士候選人馬利莎·尼尚克（Maleesha Nishshanke）指出，此款新型電池在能量密度提升與重量優(yōu)化方面取得顯著成效，其能量密度為傳統(tǒng)鋰離子電池的兩倍之多，重量顯著降低，成功突破了現(xiàn)有技術(shù)瓶頸。

“受家用常見消毒劑聚維酮碘（Betadine）化學(xué)特性啟發(fā)，我們創(chuàng)新性地探索出一種加速充放電速率的有效方法，使該電池在重型商業(yè)應(yīng)用場景中具備切實可行性與競爭優(yōu)勢，有望重塑行業(yè)應(yīng)用格局?！?/em>

——馬利莎·尼尚克

在電動汽車應(yīng)用場景下，該 Li-S 電池單次充電續(xù)航里程可額外增加 1000 公里，充電時間為數(shù)小時以內(nèi)，顯著提升用戶使用體驗與運營效率，降低整體運營成本，為電動汽車制造商及相關(guān)運營企業(yè)帶來前所未有的商業(yè)價值與市場機遇。

聯(lián)合首席研究員、二維材料先進制造 ARC 研究中心主任馬伊納克·馬宗德（Mainak Majumder）教授表示，傳統(tǒng)鋰硫技術(shù)長期面臨性能與耐久性難以平衡的困境，即在高性能輸出時無法保障電池的長期穩(wěn)定性與耐久性。然而，此次研發(fā)的新型電池成功攻克這一難題，能夠在一次性承受高強度電能輸出的嚴苛工況下，依然保持卓越的穩(wěn)定性與可靠性，有效避免電池故障與性能衰減，同時在成本控制與能量存儲密度提升方面實現(xiàn)重大跨越，成本更低且儲能更多，顯著提升了產(chǎn)品性價比與市場競爭力。

“我們自主研發(fā)的新型催化劑在鋰硫電池倍率性能提升方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，這一成果已在早期概念驗證原型電池測試中得到充分驗證。隨著商業(yè)化規(guī)模的逐步擴大以及大尺寸電池生產(chǎn)工藝的持續(xù)優(yōu)化，該技術(shù)有望達成 400 瓦時/千克的超高能量密度指標，這將使其在航空等高動態(tài)性能需求領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。在航空應(yīng)用場景中，電池需在起飛瞬間應(yīng)對高倍率放電挑戰(zhàn)，確保飛行器順利升空，隨后在巡航階段平穩(wěn)切換至低倍率放電模式，以保障長時間穩(wěn)定飛行，我們的技術(shù)能夠完美契合這一復(fù)雜工況需求，為航空電動化轉(zhuǎn)型提供堅實的技術(shù)支撐與保障?！?/em>

——馬伊納克·馬宗德教授

研究團隊正持續(xù)深耕技術(shù)創(chuàng)新，深入探索新型添加劑的應(yīng)用潛力，力求進一步縮短充放電時間，同時全力攻克減少鋰用量的技術(shù)難關(guān)，以實現(xiàn)成本與性能的雙重優(yōu)化，為大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)與市場普及奠定堅實基礎(chǔ)。

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斯特蘭蒂斯與澤塔能源攜手開發(fā)鋰硫動力電池

斯特蘭蒂斯集團（Stellantis N.V.）與澤塔能源（Zeta Energy）宣布達成一項聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，旨在推進電動汽車應(yīng)用的電池技術(shù)。此次合作致力于開發(fā)高重量能量密度的鋰硫電動汽車用電池，目標實現(xiàn)與當(dāng)今鋰離子技術(shù)相當(dāng)?shù)捏w積能量密度。

對于消費者而言，這意味著有可能擁有重量顯著更輕但可用能量與當(dāng)代鋰離子電池相同的電池組，從而實現(xiàn)更長的續(xù)航里程、更出色的操控性以及更強的性能表現(xiàn)。此外，該技術(shù)還有望將快速充電速度提升多達 50%，使電動汽車的使用更加便捷。預(yù)計鋰硫電池每千瓦時的成本將不到當(dāng)前鋰離子電池的一半。

這些電池將利用廢料和甲烷進行生產(chǎn)，其二氧化碳排放量遠低于任何現(xiàn)有的電池技術(shù)。澤塔能源的電池技術(shù)旨在能夠在現(xiàn)有的超級工廠技術(shù)范圍內(nèi)進行生產(chǎn)，并將利用歐洲或北美簡短且完全本土的供應(yīng)鏈。

此次合作涵蓋預(yù)生產(chǎn)開發(fā)以及未來生產(chǎn)規(guī)劃。項目目標是在 2030 年為斯特蘭蒂斯電動汽車提供動力電池。

與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，鋰硫電池技術(shù)能以更低成本實現(xiàn)更高性能。硫來源廣泛，可降低生產(chǎn)成本和供應(yīng)鏈風(fēng)險。澤塔能源的鋰硫電池采用廢料、甲烷和未精煉的硫（各行業(yè)的副產(chǎn)品），無需鈷、石墨、錳或鎳。

澤塔能源的 3D 結(jié)構(gòu)金屬陽極由鋰化垂直排列碳納米管制成。這些陽極的容量高于任何當(dāng)前或先進的陽極技術(shù)，且無枝晶。澤塔的陰極基于硫化碳材料，具有高穩(wěn)定性和卓越的硫含量，性能優(yōu)于當(dāng)前的金屬基陰極材料。

開發(fā)高性能且價格親民的電動汽車是斯特蘭蒂斯“勇往直前 2030”戰(zhàn)略計劃的關(guān)鍵支柱之一，該計劃包括推出超過 75 款純電動車型。斯特蘭蒂斯正采用雙化學(xué)方法來服務(wù)所有客戶，并探索創(chuàng)新的電芯和電池組技術(shù)。