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

鋰硫電池內部具有怎樣的結構？在開發過程中存在哪些技術難點？小編請教了上汽大眾電池開發工程師謝彬。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難點。雖然鋰硫電池還沒有量產，但未來鋰硫電池有可能在上汽大眾的新能源車型上搭載。

據謝彬介紹，鋰硫電池是國家863項目，由中科院蘇州納米所負責開發。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和設計能力和新型體系電池模組的仿真能力，正在進行車載應用前期探索。

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，金屬鋰作為負極的一種鋰電池。鋰硫電池在電動汽車和大規模儲能中具有廣闊的應用前景，目前，鋰硫動力電池處于研發階段，還沒有實現量產。

Q：鋰硫電池優勢如何體現？技術原理是什么？

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，能量密度能達到300Wh/kg，甚至更高。因此，能量密度高是鋰硫電池的最大優勢。

傳統的三元鋰電池是通過鈷原子來固定鋰原子，一個鈷原子只能結合一個鋰離子。鋰硫電池采用硫原子來固定鋰原子，一個硫原子可結合兩個鋰離子。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：與現有的動力電池相比，鋰硫電池的成本有競爭力嗎？

謝彬：由于硫在地球中儲量豐富，價格相對低廉，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利用，對環境非常友好。

Q：現階段，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難點一是正極的硫會溶解于電解液，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，會發生副反應導致變形，有可能導致電池損壞。

目前，主要的解決方法是從電解液和正極材料兩個方面入手。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。

Q：鋰硫電池距離量產還需要多久？

謝彬：根據現在的研發進度來看，鋰硫電池距離量產還有一段距離。我估計這個過程還需要5-7年時間。目前我們正在和中科院蘇州納米所一起攻關，進行車載應用前期探索，先把基礎打好。

Q：上汽大眾在鋰硫電池項目中扮演了怎樣的角色？

謝彬：上汽大眾的鋰硫電池項目是一個產學研相結合的項目。上汽大眾首先根據整車的性能對電池進行整車仿真，提煉出針對鋰硫電池的設計要求，包括電池正極的設計要求、電池性能的測試方法等。

鋰硫電池的單體設計和開發主要由中科院蘇州納米所負責。內容包括電池材料、材料工藝、電池構成、電池結構等方面的研究。鋰硫電池做成單體后，我們再把單體組裝成動力電池模組進行驗證測試。最后，我們會對電池進行機械和熱仿真實驗，不斷優化測試結果。