日本研制出容量超8倍的新电池，什么时候能普及？我国如何应对？

文丨SEVEN

编辑丨好奇知识界

(资料图片仅供参考)

提到电池，大家在生活中用得也不少。但是随着现在生活质量的提高，是不是感觉我们用的地方很少了。

但是在这两年的新能源汽车上又让我们看到了电池的身影，而汽车上的锂电池现在也是在不断地创新。

在这个行业中，不得不说日本是很先进的，而最近他们又研制出了一款名叫锂硫电池的新型电池。这种电池的容量已经超过了普通电池的8倍。

而这款电池和我国的相比有什么区别？

锂硫电池

在电池的分类上，锂电池是包括锂硫电池的；锂硫电池主要由正极、电解质、隔膜和负极等组成。

其正极材料硫元素是由八个硫原子组成的冠状结构，具有非常稳定的热力学性能，硫元素的充放电性能与硫键的断裂和重组有关。这也使锂硫电池成为了具有吸引力的下一代。

而日本的公司研发的这个锂硫电池，其实就是一种使用硫作为电池负极的物质，锂作为电池的正极。

根据相关数据表明，一款锂离子电池它的体积为8立方厘米，它是利用计算机的最新模拟技术优化的正极材料，充电放电的次数可以达到2.5万次。

如果你按照每天充电放电一次来算的话，那么使用寿命有70年。

而现在主要用的地方就是汽车上，新能源汽车现在的需要，已经可以说是制造业的一个重要项目，而日本也是在这个的电池研发上投入了很大的功夫，从而进行推动日本的经济发展。

硫

但是在实际的生产中电池中所用到的就是硫，并且硫很难提取，虽然单质硫的储量很多，并且价格也不算高，在之后真的实现后，取材是很充足的。

单质硫其实就是黄色的晶体，又被称为硫磺，在硫元素自然界中是以硫化物，硫酸盐或单质形式存在的硫单质，在水中很难溶化，但是在乙醇中它就会溶化一点，在二硫化碳它就溶化得非常的快。

并且在医疗上有一定的作用，它可以制作硫磺软膏，可以治疗一些皮肤病；还可以用于化学肥料，在硫酸的肥料消费量达到了70%以上，磷肥它最耗的就是硫酸；在食堂中，硫磺氧化变成二氧化硫气体之后，可以用来漂白。可不要小看硫它不止这一点点用途。

其实日本早在上个世纪70年代中就涉及电池了，只是由于研发的过程原因，所以现在才把电池公布。

同时也是在科技的不断发展，传统的电池已经不能很好地满足现在的电子设备了，在这个情况下就很需要电池能有更大的能量，并且还具有更高的安全性。

在研发过程中，电池中所使用的金属锂和硫放在一起，还会发生氧化还原反应，这个传统的电池反应物嵌入材料中和特定位置的原理是不相同的。

所以在相关的放电过程中，操作还是需要专业的人来进行的，在这其中不仅仅要把中间的产物，在溶解过程中进行电解质，还要避免物理扩散所产生的性能影响。

虽然有这么多的问题，但是还没有结束。

其中还要进行后续的活性物质利用率的提高和研究，并且为了能提高电池的使用寿命更加的长久，也进行了对离子的扩散速度进行提高。

从这些繁琐的过程可以看出锂硫电池的研发过程，并不是很意外的事。

汤浅蓄电池

在此之前，日本就在动力电池上具有优势，而国家也在大力地推崇，而这次日本的蓄电池巨头汤浅公司和关西大学合作，研发出了锂硫电池。

日本汤浅蓄电池科技有限公司成立于1918年，至今已有九十多年的历史，是日本最早的电池制造商之一。

而这种新研发的锂硫电池在质量能量上密度可以达到锂电池的二倍，目前在纯电动车上的锂电池能量密度，约是200至300瓦时每千克；而这次开发的锂硫电池质量能量密度，都超过了370瓦时每千克。

而这个公司也表示很希望在2023年，能把锂硫电池的质量能量密度提升到500瓦时每千克。

并且这次研发的锂硫电池还采用了有微孔的碳粒，不仅能提高了电导率，还能使中间产物不易溶于电解液，并在锂硫电池的容量上增加到了8安培每小时。

目前他们所研发的锂硫电池，不仅仅取得了在容量上的突破，根据他们的介绍，现在能达到的技术，不仅仅是极限，在之后还是会有更大的改进和提高。

并且也会就及时得优化锂硫电池中所遇到的问题，就电池使用而言，确实很有前景。但是在电池的加工上还是需要很高的技术的。

单在硫电级工作充电，或者说电池放电过程中反应都很复杂，关于电池研究时，对于相应的放电和充电时，电池反应产生的中间物质，都没有明确的认识。

可想而知的是在电池的生产控制上还不够稳定，对操作的要求还是很大难度的，技术要求很高。

而在这种情况下，工厂中的生产也是有困难的，因为硫的原因会导致成本的提高，电池的整体造价也会提高。

锂硫电池存在的问题

如果电池生产出来，因为成本高，价格贵，所以造成推广没有效果，那么研发出来的强电池也没有什么意义了？

另一种情况就是日本在研发这种电池时，虽然在实验室中获得了不错的数据，但是也存在多个问题没有解决。

从实验室走出来，所取得的效果是完全不一样的，在量产的问题上，也有很大的困难。

而这些原因主要是因为锂硫电池的硫很难处理，单质硫导电效果不够理想，硫的电阻很大，放电导致体积膨大，从而减少电池的容量。

而日本宣传的是锂硫电池能是锂电池的8倍电量，这个说法是不现实的。

仅说走出了实验室就很难实现，作为大容量的电池前景非常好，但是真正能用在市场的应用和普及还是需要时间的。

同样面临着非常多的问题需要去解决，在这个漫长的过程中是需要慢慢发现的。

还有就是在电池的成本上，过高的话，就会达到燃油车的生产成本，那么消费者可能未必会选择这款电池。

而目前日本在新能源方面已经使用了氢能源应用在汽车上了，效果也很不错。而且也发展出了专利技术，在这一领域日本的确先进。

虽然说有氢能源，但是日本还在坚持研发自己的能源，在能源开发和升级方面，日本是会和大家一起努力向前的。

而看到这里朋友们是否有些担心呢？就是我国在电池研究方面还需要大步前进，但是就目前阶段中还是相同的。

目前我国不仅有锂电池还有镍氢电池，其实在之前我国就已经完成了稳定锂硫电池的工作。

虽然在容量上还没有得到明确，但是它能达到的理论容量足够用了，再加上现在我国在新能源上的补贴力度，能让更多的企业在研发上很有信心。

燃油和新能源

其实我国在电池领域已经取得成功了，而且每次科研的突破都或超越之前的难关，在电池的续航能力上也得到了翻倍。

在大容量电池上我国也是付出行动了，而锂电池在动力上很有成效，能达到单次充电续航超过200公里，并且能循环充电上千次。

我国的一辆燃油车行驶十年，一般要花费8万元的燃油费，但是一辆国产的锂电池汽车使用十年只需要1万元左右的费用，就按照现在生产技术的提高，在锂电池的生产工艺和产量上，成本都在控制着下降，造假几乎地道镍氢电池相近。

而现在大容量电池也是不断地进展，目前所面临的问题就是使用十年左右，进行一次电池的更换，如果到那时有价格更低的电池组更换，就不会存在和现在的一样，更换几次电池和燃油车的费用相同了。

锂电池的问题

而锂电池现在还不能投入量产，还存在着几个原因：第一就是单质疏导电信差，会影响到电池的性能；第二就是硫的电阻比较大，放电会形成变热，从而膨胀；第三就是单质硫反应易溶于有机物电解；第四就是硫在蓄电池充电的过程中，它的体积会发生很大的变化，也会存在损坏正极的结构。

新能源汽车的出现就是为了实现环保、绿色，随着这个产业正在一步步的深入，全世界都在大力的发展动力电池产业，对于电池也被各个国家积极的研制起来，每个国家都想要让自己研发的电池更好更持久，特别是安全性能可以得到更好的保障。

所以使用的寿命更长，在以后锂硫电池也会更加地完善，到时候锂硫电池的续航能力将会有更大的突破，使用的寿命会更长。

锂硫电池的缺点

此外这类电池的老化速度也很快，尚不能达到工业要求的最少 1000 次的充放电循环次数，研究人员认为老化速度的快速下降的原因之一是多硫化物的形成。

多硫化物是由锂和硫组成的链状分子，即确保电池化学中能量储存的那些元素，当多硫化物溶解在电解液中时，它们就不能再用于储存能量，从而导致容量下降。

在电池运行时，很多硫化物在阴极形成，然后它们溶解在电解质中并继续向阳极移动；当电池充电时，每个充电周期都会让越来越多的硫化物聚集在阳极上，导致使用的寿命变短。

随着碳中和的既定目标逐渐地明确，新能源的广泛应用开始激活，对锂硫电池的进一步研发和产业化的热情，作为潜在的未来市场应该开始加以关注。

对新能源电池的应用上大家有什么想说的吗？可以一起讨论讨论。