硫是一種廉價且豐富的材料，它可能是延長電動汽車?yán)m(xù)航里程的關(guān)鍵，因為我們可以用它來制造便宜的電池。
應(yīng)對氣候變化將需要大量電池，它們既要驅(qū)動越來越多的電動汽車，又要在電網(wǎng)上儲存可再生能源。如今，鋰離子電池是這兩個領(lǐng)域的首眩
圖 | Lyten 使用三維石墨烯材料來提高鋰硫電池的能量密度（來源：LyTEN）
但隨著電池需求的不斷增長，開采所需材料變得更具挑戰(zhàn)性。解決方案可能在于找到更多的替代品，避免使用鋰離子電池所需的一些儲量有限和開采方式有爭議的金屬，如鈷和鎳。
鋰硫，這種有潛力的電池化學(xué)可能很快就會達(dá)到一個重要的里程碑，因為初創(chuàng)公司 Lyten 計劃在 2024 年晚些時候向首批客戶提供鋰硫電池。
這些電池（可以串在一起構(gòu)成不同尺寸的電池）將提供給航空航天和國防工業(yè)領(lǐng)域的客戶，這是構(gòu)建能夠用于電動汽車的電池之旅的一步。
當(dāng)談到新的電池選擇時，Lyten 首席電池技術(shù)官塞琳娜米科拉恰克（Celina Mikolajczak）表示，“我們需要能夠大量生產(chǎn)、快速生產(chǎn)的產(chǎn)品。這就是鋰硫的用武之地。”
硫儲量豐富且價格低廉，這是鋰硫電池價格便宜得多的主要原因。塞琳娜表示，這種材料的成本約為鋰離子電池的一半。
但這并不意味著新電池的成本會立即降低。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大和公司逐漸解決技術(shù)問題，鋰離子電池已經(jīng)花了幾十年的時間慢慢降低成本。但材料成本的降低意味著未來電池可能會更便宜。
鋰硫電池不僅可以提供一種更便宜的能源存儲方式，而且還可以在一個關(guān)鍵指標(biāo)上擊敗鋰離子電池：能量密度。
相同重量的鋰硫電池的能量幾乎是鋰離子電池的兩倍。這對于應(yīng)用在電動汽車上是一大優(yōu)勢，讓汽車制造商能夠制造出續(xù)航里程更高的車輛，而不會增加車身重量。
然而，Lyten 仍需要克服一些重大技術(shù)障礙，才能將它開發(fā)的電池安裝在電動汽車上，其中最主要的是讓電池持久耐用。
目前，電動汽車制造商使用的鋰離子電池可以輕松達(dá)到 800 次以上的充電循環(huán)。這意味著它們可以放電和充電 800 次。
芝加哥大學(xué)和美國阿貢國家實驗室的電池研究員雪莉孟（Shirley Meng，音譯）表示，鋰硫電池的降解速度往往要快得多，目前許多研究成果都徘徊在 100 次循環(huán)左右。
原因是為鋰硫電池提供動力的化學(xué)反應(yīng)有些棘手，鋰和硫之間會出現(xiàn)不需要的化學(xué)反應(yīng)，并耗盡電池的壽命，導(dǎo)致電池過早報廢。
Lyten 不是第一個專注研究鋰硫電池的公司。幾十年來，許多大大小小的公司都在這一化學(xué)領(lǐng)域不斷嘗試。
一些公司（如英國的 Oxis Energy）已經(jīng)倒閉，而其他公司（如 Sion Power）則放棄了鋰硫電池這條技術(shù)路線。
但孟說，對鋰電池替代品的需求正不斷增長，興趣和資金水平比以前更高。這可能意味著 Lyten 在早期努力失敗的地方取得了成功。
賽琳娜表示，Lyten 在延長電池壽命方面取得了進(jìn)展，最近一些樣品的循環(huán)次數(shù)高達(dá) 300 次。
她將成功歸功于 Lyten 的三維石墨烯材料，該材料有助于阻止不必要的化學(xué)反應(yīng)并提高電池的能量密度。
該公司還希望在傳感器和復(fù)合材料等其他產(chǎn)品中使用三維石墨烯，這是一種比二維石墨烯更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
即使取得了新進(jìn)展，Lyten 離生產(chǎn)出壽命足夠長的電動汽車電池還有很長的路要走。與此同時，該公司計劃先將其電池推向?qū)勖蟛惶叩氖谐?/p>
Lyten 首席可持續(xù)發(fā)展官基思諾曼（Keith Norman）表示，由于鋰硫電池非常輕，因此該公司正在與客戶合作制造無人機等設(shè)備。
對于這些設(shè)備而言，經(jīng)常更換電池不是什么大問題，而且它們更看重輕的電池。
該公司于 2023 年開設(shè)了一條試驗生產(chǎn)線，最大產(chǎn)能為每年 20 萬個電池。同時它最近開始生產(chǎn)少量電池，計劃于 2024 年晚些時候交付給付費客戶。
該公司尚未公開透露哪些公司將收到第一批電池。諾曼表示，展望未來，兩個主要關(guān)注點是提高三維石墨烯和電池的使用壽命和擴大生產(chǎn)規(guī)模。
為電動汽車提供動力的鋰硫電池仍然離我們很遙遠(yuǎn)，但正如賽琳娜指出的那樣，鋰離子之所以能成為目前最流行的電池化學(xué)物質(zhì)，是因為這么多年來，許多公司在成本、壽命和能量密度方面已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，一直在努力研究和優(yōu)化它。
賽琳娜說，人們已經(jīng)嘗試了很多種新的電池化學(xué)物質(zhì)，“但要使其中之一成為現(xiàn)實，你就必須要付出努力。”
作者簡介：凱茜克龍哈特（Casey Crownhart），是《麻省理工科技評論》的氣候記者，專注于可再生能源、交通以及技術(shù)如何應(yīng)對氣候變化。她還曾是一名自由科學(xué)和環(huán)境記者，為 Popular Science 和 Atlas Obscura 等媒體撰稿。在從事新聞工作之前，她是一名材料科學(xué)的研究員。
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