日本筑波科技城華人科學家周豪慎談鋰硫電池研發

日本產業技術綜合研究所（AIST）的科研大樓。

日本產業技術綜合研究所節能研究部門首席研究員周豪慎在講解鋰硫電池。

人民網東京10月19日電（許永新）日前，人民網記者來到了位於日本茨城縣筑波市的日本規模最大的官方研究機構產業技術綜合研究所（AIST），聽取了該研究所節能研究部門首席研究員、鋰離子電池方面的研究專家周豪慎教授所做的關於鋰離子電池的說明。

近年由於環境、能源問題，電動汽車正在不斷普及。電動汽車搭載了鋰離子電池，但續航距離偏短，開發高容量蓄電池的任務迫在眉睫。而使用硫磺作為鋰離子電池正極的鋰硫電池，具有很高的正極容量（理論值可達1675mAh/g），作為下一代蓄電池備受期待。

但也存在問題，電池充放電過程中的中間產物多硫化鋰易溶解於電解液。隨著充放電不斷進行，溶解出的多硫化物離子會在正極與負極之間引起氧化還原反應。由於這個過程不斷反覆進行，會使得鋰硫電池的容量降低。為了解決這一問題，周教授的課題組使用金屬有機框架材料作為分離裝置，開發出了具有穩定充放電循環特性的鋰硫電池。

金屬有機框架材料被廣泛應用於氣體分子的吸附與分離，其功能也被稱作「分子篩」。周教授的課題組認為該「分子篩」應該也能分離離子，可以當做「離子篩」使用，於是使用金屬有機框架材料做分離裝置。由於該裝置能夠防止溶解出的多硫化物離子向負極方向移動，因此新型的鋰硫電池實現了長時間穩定的充放電循環。在電流密度為1C時進行1500次的循環試驗後，仍然維持了900mAh/g的較高充電容量。

此外，為了保證充足的資源供應，周教授的課題組還在積極研發不使用鋰金屬的鈉離子電池。

據了解，周教授為中國教育部長江學者，國家千人計劃特聘專家，長期從事能量儲存與轉換領域的研究，如鋰離子電池、鈉離子電池、鋰空氣電池和鋰液流電池的基礎研究和技術開發的工作。在電池史上首次提出組合電解液的概念。利用組合電解液在世界上首次開發新型鋰空氣電池，鋰液流電池和水系鋰硫電池。在高影響因子刊物上發表論文380餘篇。

此外，周教授在教書育人方面也為中國作出了很大的貢獻，近十年來，他通過日本NEDO、JSPS和中國自然科學基金、留學基金接收來自中國的高級訪問學者和博士後20餘名。目前所在AIST的課題組有3名來自中國的博士後和7名在讀博士研究生（均獲得中國政府CSC獎學金）。在近10年的時間裡，他為中國多所高校和研究所培養教授、副教授20餘名。

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