日本研制電極采用硫黃鋰電池 容量可增4倍

據(jù)悉，通過在鋰離子電池的電極采用硫黃、將電池容量增加至4～5倍的技術(shù)正相繼得到開發(fā)。硫黃易溶于電解液，但日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(以下簡稱產(chǎn)綜研)通過使其與電極金屬強(qiáng)烈結(jié)合克服了這個(gè)問題。此外，日本關(guān)西大學(xué)也在電極結(jié)構(gòu)上下工夫，解決了問題。如果該技術(shù)得以在鋰離子電池上應(yīng)用，將有望大幅減少給智能手機(jī)等便攜終端充電的頻度。

計(jì)劃與電池企業(yè)等聯(lián)手，力爭3～5年后推向?qū)嵱谩?/p>

鋰離子電池由鋰離子通過電解液在正極和負(fù)極之間來回移動(dòng)實(shí)現(xiàn)反復(fù)充放電。正極采用包括稀有金屬在內(nèi)的鈷酸鋰等。

硫黃具有大量存儲(chǔ)電力的特性，適于充當(dāng)電極材料。同時(shí)并非稀有資源。將硫黃加工為微顆粒狀、在增加表面積的基礎(chǔ)上用于正極的研究等正在推進(jìn)。不過，此前存在一個(gè)問題，即如果反復(fù)充放電，硫磺將溶于電解液，降低電池的性能。

日本產(chǎn)綜研高級(jí)主任研究員榮部比夏里等人開發(fā)了使正極采用的金屬和硫黃微顆粒物強(qiáng)烈結(jié)合的技術(shù)。該技術(shù)是將鐵和鈦等金屬與硫黃制成粉末，與由陶瓷制成的小球一起混合。借助小球相互碰撞之際的沖擊，使金屬原子和硫黃得以緊密結(jié)合。

1 個(gè)金屬原子可與4～6個(gè)硫黃微顆粒物結(jié)合。榮部比夏里等將這種材料用于正極，試制了電池。電池容量達(dá)到以往鋰離子電池的3～5倍。雖然電壓僅為一半，但通過在電路構(gòu)造等方面下工夫，能夠提升電壓。將與電池企業(yè)合作，在2015年度內(nèi)試制用于手機(jī)的大尺寸電池，以確認(rèn)實(shí)用性。

另外，日本關(guān)西大學(xué)的石川正司教授等也開發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)是向電極采用的碳上打開的直徑數(shù)納米(納米為10億分之1米)孔洞中滲入硫黃微顆粒物。制成微顆粒物易于固定的均勻尺寸的孔洞，并高效將硫黃充填到孔洞中。通過此方法制成的電極重量的約30%為硫黃，而電池容量達(dá)到以往的4倍。

石川教授等制作了正極，進(jìn)行了電池測(cè)試。即使反復(fù)進(jìn)行數(shù)百次充放電仍能保持性能。而充電所需時(shí)間縮短為以往鋰離子電池的20分之1。今后將增加滲入碳的硫黃量，力爭5年后推向?qū)嵱谩?/p>