电池|LG新能源在美公开锂硫电池最新专利新能源|LG|创投圈

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根据USPTO数据显示， LG新能源近日在美国公开了一件锂硫电池相关专利。

在各种锂二次电池中，锂硫电池是目前被认为较具有前景的一种。其理论能量密度高达2600Wh/kg ，远高于磷酸铁锂、三元锂材料。
在目前的技术中，磷酸铁锂电池、高镍三元电池单体能量密度几乎已经逼近了其材料的理论能量密度，上升空间有限。
对于下一代锂电池发展路线，福州大学材料科学与工程学院院长张久俊也作出了这样的判断：“现在是磷酸铁锂和三元锂电池， 2022-2025年是固态电池和锂硫电池， 2025-2030年要做锂空气电池。 ”

以硫作为正极活性物质，还存在着一些好处：其资源非常丰富，加工与运输容易，价格较低，且无毒、环保。
目前，锂硫电池已经在无人机上初步搭载应用了，处于产业化的前夕。
而阻碍锂硫电池大规模商用仍然存在一些技术问题，例如锂枝晶的问题。锂金属由于性质活泼，容易与电解质/液反应，形成钝化层，它的机械强度低，随着电池充、放电的进行，钝化层结构瓦解，导致局部区域电流密度差异，从而在锂金属表面上形成锂枝晶。

锂枝晶会造成电池的内部短路和死锂，导致锂电池不稳定性增加，降低电池容量和循环寿命。
在现有技术中，为了抑制锂枝晶的生长，让锂金属表面均匀反应，有在锂金属表面上加工保护层的方法。然而，采用这种方法，同时需要抑制锂枝晶的高机械强度和传递锂离子的高离子传导性，但二者是彼此折衷的关系，难以同时改善。
此外，保护层还需要考虑与电池中其它元素的相容性问题，所以虽然也有一些理论提出，但实际应用并不容易。

LG新能源在专利中提供了一种锂硫电池用电解质，它包含碳酸酯化合物作为锂硫电池用电解质的添加剂，质量占比为0.1~10% ，能够抑制多硫化锂的溶出，并提高负极效率。
此外，电解质包含由醚化合物、杂环化合物构成的非水有机溶剂，能够在电池的初始放电阶段在负极表面上形成保护层，提高负极的稳定性和反应均匀性，抑制锂枝晶的形成，改善电池的寿命特性。
从专利中实施例的数据来看，应用了专利中所述的电解质的实施例2和4的电池，在200次循环后，正极活性材料的放电容量仍然高达778mAh/g ，在0.5C放电的条件下，放电容量保持率到达80％时的循环次数，实施例2为312次，实施例4为360次，都明显优于对比例。
【电池|LG新能源在美公开锂硫电池最新专利】
这件专利最早于2020年在韩国申请，于2021年申请进入美国，同时也已经在中国专利局公开。
在2021年，宁德时代在国内有一件名为《一种醚类电解液以及锂硫二次电池》的发明专利获得授权，同样采用的是醚类电解液。不过，其主溶剂为含有单个氧原子的链状醚类化合物，共溶剂为含氟链状单醚。

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