日本筑波科技城华人科学家周豪慎谈锂硫电池研发

日本产业技术综合研究所（AIST）的科研大楼。

人民网东京10月19日电（许永新）日前，人民网记者来到了位于日本茨城县筑波市的日本规模最大的官方研究机构产业技术综合研究所（AIST），听取了该研究所节能研究部门首席研究员、锂离子电池方面的研究专家周豪慎教授所做的关于锂离子电池的说明。

近年由于环境、能源问题，电动汽车正在不断普及。电动汽车搭载了锂离子电池，但续航距离偏短，开发高容量蓄电池的任务迫在眉睫。而使用硫磺作为锂离子电池正极的锂硫电池，具有很高的正极容量（理论值可达1675mAh/g），作为下一代蓄电池备受期待。

但也存在问题，电池充放电过程中的中间产物多硫化锂易溶解于电解液。随着充放电不断进行，溶解出的多硫化物离子会在正极与负极之间引起氧化还原反应。由于这个过程不断反复进行，会使得锂硫电池的容量降低。为了解决这一问题，周教授的课题组使用金属有机框架材料作为分离装置，开发出了具有稳定充放电循环特性的锂硫电池。

金属有机框架材料被广泛应用于气体分子的吸附与分离，其功能也被称作“分子筛”。周教授的课题组认为该“分子筛”应该也能分离离子，可以当做“离子筛”使用，于是使用金属有机框架材料做分离装置。由于该装置能够防止溶解出的多硫化物离子向负极方向移动，因此新型的锂硫电池实现了长时间稳定的充放电循环。在电流密度为1C时进行1500次的循环试验后，仍然维持了900mAh/g的较高充电容量。

此外，为了保证充足的资源供应，周教授的课题组还在积极研发不使用锂金属的钠离子电池。

据了解，周教授为中国教育部长江学者，国家千人计划特聘专家，长期从事能量储存与转换领域的研究，如锂离子电池、钠离子电池、锂空气电池和锂液流电池的基础研究和技术开发的工作。在电池史上首次提出组合电解液的概念。利用组合电解液在世界上首次开发新型锂空气电池，锂液流电池和水系锂硫电池。在高影响因子刊物上发表论文380余篇。

此外，周教授在教书育人方面也为中国作出了很大的贡献，近十年来，他通过日本NEDO、JSPS和中国自然科学基金、留学基金接收来自中国的高级访问学者和博士后20余名。目前所在AIST的课题组有3名来自中国的博士后和7名在读博士研究生（均获得中国政府CSC奖学金）。在近10年的时间里，他为中国多所高校和研究所培养教授、副教授20余名。

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