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不断增长的电力需求和对环境的关注使锂硫电池成为未来能源的一个有希望的前景。OXIS能源是即将迎来这场能源革命的少数几家公司之一。
锂离子电池是当前可充电电池市场的统治者，其应用包括个人电子设备、移动电话、笔记本电脑、电动汽车和风力发电场。
技术的进步并不总是只与原始能源有关，而且随着设备变得越来越复杂，对先进电池的需求也在增加。
许多潜在的电池型号都在紧跟着锂离子电池，但其中最有前途的是锂硫电池。到2024年，充电电池市场将达到约900亿美元的价值，成为市场领导者的努力正在增加。
一家追求这个职位的公司，并希望锂 - 硫磺电池是帮助他们做的技术，是牛津郡的氧气能量。
电池基础知识
第一个电池由意大利科学家亚历山德罗·沃塔于1780年创建，以证明一个同胞科学家Luigi Galvani。
Volta的电池只不过是银层，锌穿插着浸在盐水中的布料层或纸。随着VOLTA将电线施加到该粗磨材料的两端，他发现电流流过它。
Volta和科学家们随之而来的是，增加这些早期电池的关键正在尝试其结构中使用的材料。亚博网站下载
今天的电池整体采用相当标准的形式，包括阳极、阴极和电解质悬浮液。当电子从电池的正极流向阴极时，电流就产生了。电子的产生是由于阳极与其所在的电解液之间的反应。
如何保持阴极和阳极之间的电位差以保持电子流动?
当阴极产生正离子时，电子保持流平衡，使得电子的电荷平衡并泄漏到电解质中。在此，这些离子流到阳极，但不通过电极在电解质中保留的电线，并通过半透膜。
可充电电池利用电能来逆转这一过程以及驱动它的化学反应，将离子推回阴极，而电子推回阳极。
在锂硫电池中，阳极由锂组成，而阴极是基于硫的。但是，是什么让这种装置比锂离子电池更优越呢?
锂硫电池:更清洁、更环保、更便宜
OXIS能源的主要重点是将锂硫电池应用于电动汽车市场，提供用于航空、国防和海洋车辆的产品。也许锂硫电池最具影响力的领域是汽车市场。
氧气的锂硫开发
视频学分：Oxis Energy / Youtube.com
汽车是大气中最重要的温室气体贡献者之一，所以让司机使用电动汽车来减少这些气体排放，同时节约化石燃料是非常可取的。随着越来越多的消费者转向电动汽车，提高电池续航里程的需求变得至关重要。用锂硫替代电池取代目前流行的锂离子电池可能是实现这一改变的关键。
就可获得性而言，作为一种材料，硫是很难超越的。地壳中含有丰富的硫，是一种极其廉价的资源。仅美国每年就生产880万吨硫，其中大部分是石油工业的副产品。
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Oxis Energy表示，其电池消除了使用危险和无害环境损害的重金属如钴，用回收材料取代，也是石油工业的副产品。
能量密度比较:锂硫与锂离子
对清洁能源的关注是最重要的，但当涉及到工业时，更好的表现是至关重要的考虑。幸运的是，锂硫电池是一种更环保的选择。
市面上性能最好的锂离子电池的能量密度约为300wh /kg。理论上，锂钠可以达到大约2710 Wh/kg的能量密度。
一个更小的锂 - 硫电池可以将相同的能量提供相同的能量和较大的锂离子对应物。这种能量密度改进意味着使用比在类似于类似的动力锂离子单元的制造中的材料。正如您可能想象的那样，这对航空部门等许多行业来说是相当大的好处。
除了重量轻之外，OXIS能源公司提供的塑料袋还可以被塑造成各种尺寸。在安全性方面，OXIS能源公司生产的锂硫电池经过了测试，发现它可以抵抗钉子和子弹的冲击。
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为什么锂 - 硫磺电池目前不是电池选择？
不幸的是，在含锂 - 硫磺电池方面，学术界和工业之间存在巨大的海湾。实验室所取得的结果尚未扩大出于工业目的。这种差异包括锂 - 硫电池可以经历的能量密度和再充电循环的数量。
理论上，锂硫电池的能量密度为2510 Wh/kg，而OXIS目前的报告显示其电池的能量密度已达到471 Wh/kg。与锂离子电池相比，这仍是一个相当大的进步，有望在未来几年内达到600 Wh/kg的里程碑。
尚未在大规模制造的单元上满足尚未满足1000个充电生命周期的现实实验模型。OXIS目前正在朝向500周期的细胞工作。
为了缩小差距，OXIS能源定期与学术界合作，为这些非常不同的领域如何开始和谐工作提供一个模板。
在电池循环的放电部分，可溶锂聚硫(LiPS)形成在硫基阴极。这些就是上面提到的正离子，和这些正离子一样，它们会渗入电解质基质并到达锂阳极。但是，与其他电池不同的是，lip电池一旦使用，就会开始溶解阳极。
这种阳极溶解问题严重降低了此类电池的寿命，并导致袋扭曲。在极端情况下，它们甚至会带来安全隐患。全球的研究人员正在研究解决这个问题的方法，希望能够克服锂硫电池和市场主导之间的最后一道障碍。
对于OXIS能源公司来说，毫无疑问锂硫电池是未来的发展方向。OXIS能源公司已经与Minas Gerais开发公司CODEMGE合作，投资5000万美元在巴西的一个2万平方英尺的工厂生产锂硫电池。
OXIS希望到2023年，这座从梅赛德斯-奔驰(Mercedes - Benz)租赁了15年的工厂能够投入运营，并预计当它满负荷运转时，每年将能够生产500万个锂硫电池。
OXIS能源公司及其锂硫电池将把人类带向令人兴奋的新视野。
参考资料及进一步阅读
朱凯，王聪，迟震，et al。[2019]锂 - 硫磺电池从商业化有多远？能源研究前沿．https://doi.org/10.3389/fenrg.2019.00123
理查森,j . [2020]锂 - 硫磺电池可能更便宜，更能密度。(在线)干净的装备。可以在:https://cleantechnica.com/2020/02/11/lthium-sulfur-batteries-could-be-cheaper-more-energy-dense/（于2020年6月29日访问）。
山,m . [2020]oxis能量电池单元接近航空应用。(在线)光伏杂志。可以在:https://www.pv-magazine.com/2020/02/03/oxis-energy-battery-cells-nearing-aviation-applications/（于2020年6月29日访问）。
“2019年全球硫磺产量，”统计数据，https://www.statista.com/statistics/1031181/sulfur-production-globally-bountry/
OXIS能源．开创性的专利技术。(在线)可以在:https://www.oxisenergy.com.（于2020年6月29日访问）。
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