能量密度暴涨10倍！充一次电跑4000公里，锂硫电池究竟有多强？

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近期，北京大学的庞全全团队，开发了一款新型玻璃相硫化物固态电解质材料。不光如此，他们还依据此类材料，做出了全固态锂硫电池。

按照研究人员的说法，全固态锂硫电池的诞生，就意味着动力电池又得到了新一轮的迭代。今后的新能源汽车，将会跑的更远、更安全。

话说全固态锂硫电池真的能带来电池界的变革吗？相比于普通锂离子电池，全固态锂硫电池又有哪些优势？

吊打“前辈”的全固态锂硫电池

老规矩，在回答这些问题之前，咱们先来了解一下，何谓全固态锂硫电池？

从放电产物这方面来看，如果产物是Li2S，则该电池为液态锂硫电池。如果放电产物是Li2S和Li2S2的混合物，那就表示该电池为全固态锂硫电池了。

由于Li2S2比Li2S拥有更高的活性和可逆性，因此全固态锂硫电池，能够进一步提高电池的容量和寿命。在这种情况下，汽车的续航能力就能得到大大加强了。

严格来讲，早在2023年10月份的时候，加拿大的西安大略大学，就推出了一款全固态电池。

当时贾斯汀•金和他的研究团队，经过无数次实验，将一款全固态锂硫电池做到了优化设计。从优化后的结果来看，全固态锂硫电池的性能参数，确实要比一般的锂离子电池要强太多。

就拿能量密度来说。普通锂离子电池的能量密度，大约是200-260Wh/kg。而全固态锂硫电池，能量密度则可以达到2600Wh/kg。

从某种意义上来讲，全固态锂硫电池的能量密度，可以达到普通锂离子电池的10倍以上。可见，光是续航这方面，全固态锂硫电池就甩了普通锂离子电池好几条街。

除了能量密度以外，像循环寿命这块，全固态锂硫电池也比普通锂离子要稍胜一筹。

像普通锂离子电池的话，循环寿命次数大概在500-1000次之间。而全固态锂硫电池的循环寿命次数，则要超过1500次，

如此看来，全固态锂硫电池确实要在某种程度上吊打“前辈”了。

全固态锂硫电池究竟有多强？

当然了，如果将其应用到实际层面的话，效果则会更加惊艳。

就拿Model 3来举例。现如今的Model 3，采用的是21700电池系统。其能量密度为300Wh/kg，充满一次电的话，Model 3大概能跑500-600公里左右。

但如果将其换成全固态锂硫电池的话，那性能就比较离谱了。

由于全固态锂硫电池的能量密度为2600Wh/kg，将其充满一次电，大概能跑4333-5199公里，相当于从上海到新疆这么远。

现在大家明白全固态锂硫电池的性能所在了吧？妥妥的一续航神器。

续航能力强也就算了，关键是它的成本还比较便宜。

由于硫在地球上的储量比较丰富，价格比较低廉，因此它比其他物料更容易获取。在这种情况下，就能大大降低原材料的成本。

除此之外，由于全固态锂硫电池的制造工艺比较简单，因此它能在一定程度上，减少电池的生产费用。

当这两大优势叠加起来以后，全固态锂硫电池的生产成本也就随之降低了。

总体来讲，全固态锂硫电池的生产成本，大约要比普通锂离子电池低20-40%左右。虽然单个降本率还不足50%，但一旦将其进行规模化生产，那节省下来的成本就不可估量了。

按照相关人士的说法，一辆中低端的新能源汽车，它的动力电池成本，大概在6万块钱左右。

如果按照全固态锂硫电池便宜30%来算，那一块电池就能节省1.8万。100辆车就能节省180万。如果是1万辆车，那节省下来的资金就是1.8亿了。

可见，只要把产品做好，把摊子铺开，全固态锂硫电池分分钟就能干翻普通锂离子电池。

锂硫电池的发展史

说到这里可能很多人会问了，全固态锂硫电池的运行原理究竟是啥？居然能创造出如此庞大的价值？

关于这个问题，就不得不提到全固态锂硫电池的本源——锂硫电池了。

从内部结构剖析来看，在锂硫电池中，硫作为电池的负极，锂作为电池的正极。至于有机醚，则作为电池的电解液，持续起到电流供应的作用。

在原理方面，随着硫元素的S-S键不断断裂、生成，整个电池就会实现电能与化学能的相互转换。在这种情况下，电池就能正式“发功”了。

当然了，早在上世纪60年代，就已经有人提出了“硫电池”的概念。在1966年的时候，还有人特意申请了专利。只不过，后面因为各种问题，导致该项目受到了搁置。

这一搁，就搁了几十年。直到2000年过后，研究人员才继续在硫电池的基础上，钻研出了锂硫电池。

到了2009年，随着有序介孔碳材料CMK-3的出现，锂硫电池开启了新的篇章。

科研人员将CMK-3作为电极，加入到了锂硫电池系统当中。一时间，电池的比容量瞬间提高到了1320mAh/g。在这种情况下，锂硫电池就能真正发挥供电作用了。

2021年，莫纳什能源研究所，更是在锂硫电池的基础上，开创了新举措。

科研人员将糖这种物质，添加到了锂硫电池当中。如此一来，整个锂硫电池就能在无形之中，变得更持久、更轻、更可持续。

这还没完。由于加了糖的锂硫电池，可以防止阴极释放多硫链污染阳极。在这种情况下，就能将电池的充电循环次数，提高到1000次左右了。

出类拔萃的锂硫电池产品

从当前的情况来看，锂硫电池在市面上，早已诞生了诸多新兴产品。比如在2021年，韩国的LG新能源，就研发出了自己的锂硫电池。

他们将该电池装配到了无人机上面，并进行了一番性能测试。从测试结果来看，锂硫电池的能量密度达到了410Wh/kg，也算是小有成就。

除此之外，像我国的骊电公司，也造出了锂硫电池的试样品。

该试样品的能量密度，达到了500Wh/kg，循环寿命也达到了900次。相比于普通锂离子电池而言，这个性能已经算是出类拔萃。

更有甚者，像北京理工大学的科研团队，更是研发出了能量密度高达651Wh/kg的锂硫电池。

像这样的能量密度，早已突破了一般汽车动力电池的需求。随便安一个上去，估计都能飙车上千公里。

当然了，除了中韩两国以外，像澳大利亚、欧盟、美国等国家，也都在跟进锂硫电池的研发与建设。说不定再过个几年，这类电池就能在市面上分销开来了。

根据相关人士的说法，由于锂硫电池的储电能力比较大，因此未来的锂硫电池将适用于那些高功率的交通工具，比如货机、重型汽车、潜艇、航天设备等。

换句话说，只要是能使劲的地方，都将有锂硫电池的存在。

最关键的是，相比于普通锂离子电池而言，锂硫电池还有许多的附加好处。比如不存在析氧等危险副反应，在-40℃至80℃的范围内，电池依旧能保持良好的性能。

当这些优势通通集中起来以后，锂硫电池未来在电池界的统率能力，就能大幅提升了。

当然了，锂硫电池虽强，但它也有显著的弱点。比如内部的液体电解质，就是限制其发展的一个桎梏。

虽然液体电解质会通过溶解多硫化物，来帮助锂离子在电池内传导。但这一溶解过程，无疑会使电池过早的被损坏。在这种情况下，锂硫电池的强大性能也就难以为继了。

也正因如此，所以现在才要设计出全固态锂硫电池。唯有将液态转变为固态，才能彻底根治这一弊端。

固态电池的广阔前景

当然了，抛开全固态锂硫电池不谈，光是固态电池这个大类目，就拥有着广阔的前景。毕竟固态电池的那些长板和优势，全是目前锂离子电池所缺乏的。

防锂枝晶就不必多说了。由于固态电池的电解液为固态，因此它不会生长锂枝晶。在这种情况下，就能避免隔膜被刺破，进而降低电池短路、过热、爆炸的风险。

至于固态电池的高能量密度，这个更不用多说。由于固态电解质能兼容更高电压的正极和金属锂负极，因此它的能量密度，能轻易突破400-500Wh/kg。

有了这份能量密度保底，今后的固态电池汽车，基本上就能实现“充满一次行千里”了。

此外，充电速度快，也是固态电池的一大竞争优势。一般来讲，一套固态电池组，只需10分钟即可充满。

像丰田研发的固态电池汽车，充了10分钟，就能行驶1200公里。还有松下开发的全固态电池，更是只需3分钟，就能从10%充至80%。

可见，如今的固态电池，早已走在了时代前列。但凡给它一个弯道超车的机会，估计今后的新能源汽车市场，就得迎来大变革了。

总之，固态电池也好，全固态锂硫电池也罢。它们的研发和制造，都预示着新一代电池的亮相。

当这些未来电池悉数登场的时候，以前那些数百公里里程的“老古董电池”，就得迎来落幕时刻了。