黄学杰揭秘：新材料如何让电动车电池更耐用？
黄学杰揭秘：新材料如何让电动车电池更耐用？
在近日举办的碳中和能源高峰论坛上，中国科学院物理研究所研究员黄学杰分享了一项令人振奋的电池技术突破。其团队研发的新材料技术，通过正极加锂技术，特别是硫化锂的应用，显著提升了电动汽车电池的循环寿命，从3000次循环后的80%容量保持率提高到95%以上，使电池寿命延长两倍。这一突破不仅对储能行业意义重大，也使得电动汽车电池寿命有望达到20年，为汽车电动化进程提供了强有力的支持。
研究团队背景
黄学杰研究员是中国科学院物理研究所的资深科学家，长期从事电池材料与技术的研究。其团队在电池领域具有深厚的学术积累和科研实力，此次的新材料技术突破正是建立在多年研究基础之上。
硫化锂技术的优势
硫锂离子电池的全称是“以有机高分子硫化物为正极的锂离子电池”。正如以无机物为正极材料的锂离子电池脱胎于锂电池一样，硫锂离子电池是从锂硫电池发展而来的，目的都是为了克服原有电池安全性不高、寿命不长的缺点。与无机正极材料磷酸铁锂、钴酸锂等不同的是，这类有机硫化物不含锂，所以负极中要预置计算量准确的金属锂，既满足电池首次放电的需要，又要实现放电后没有剩余的金属锂。
硫锂离子电池的研发方向主要分为两个：一是以提升正极电位为主，二是以提高正极比容量为核心。其中，硫锂离子电池属于第二个方向，其正极材料选用高比容量的有机硫化物，比容量大于500毫安时/克，弥补了电位低的不足。电池的比能量高于磷酸铁锂电池而与三元锂离子电池相当，但不会因电池中其他有机物的氧化而产生化学热，所以电池安全性高。同时，电池中不需镍、钴等我国稀缺的元素，所用的碳、氮、硫元素资源无限；既可做成储能电池，也可做成动力电池，用途广泛；还可不做大的变动用钠或钾替代锂，做成钠离子电池或钾离子电池，它们的比能量虽然比锂离子电池低一些，但资源更丰富。
新材料技术突破
黄学杰团队的新材料技术主要通过正极加锂的方式，显著提升了电池的循环寿命。传统的磷酸铁锂电池在3000次充放电循环后容量保持率约为80%，而采用新材料技术后，这一数值提升至95%以上。这意味着电池的使用寿命将大幅延长，有望达到20年。
这一突破的关键在于硫化聚丙烯腈（SPAN）材料的应用。硫化聚丙烯腈是2002年上海交通大学化学化工学院研究员王久林等首先提出的“导电高分子与硫的复合物”，目的是替代“优缺点两头冒尖”的单质硫用作锂硫电池的正极材料。硫化聚丙烯腈是目前最被看好的正极材料，其比能量近700毫安时/克。
应用前景与意义
这一技术突破对电动汽车行业具有重大意义。电池寿命的延长将降低电动汽车的全生命周期成本，提高其经济性。同时，更长的电池寿命也有助于缓解消费者的“里程焦虑”，推动电动汽车的普及。此外，新材料技术还有望应用于储能领域，为可再生能源的大规模应用提供支持。
结语
黄学杰团队的新材料技术突破，为电动汽车电池技术带来了新的希望。随着这一技术的进一步完善和商业化应用，我们有理由相信，电动汽车的普及将不再遥远，一个更加清洁、低碳的未来正在向我们走来。