汽车制造商和其他需要轻便、安全、高功率电池的厂商都渴望采用锂硫（Li-S）电池。它们不仅储能更多，而且比目前的锂离子电池更安全、充电更快，而且制造成本也更低。然而，这些新一代神奇电池却有一个大问题：它们损耗很快。原因在于所谓的穿梭效应。

“这和电池运行过程中形成的化学物质——多硫化锂（LPS）有关。这些物质在电池的正极和负极之间移动。正是这些物质导致LiS电池快速衰减、容量损失并缩短使用寿命，这也解释了为什么这种电池至今仍未应用于电动汽车。

图片来源： 挪威科技大学

新型超薄智能过滤器

据外媒报道，挪威科技大学（NTNU）化学工程系博士后研究员Önder Tekinalp及其同事开发了一种具有特殊性能的超薄涂层，可以改变这一现状。他们通过名为HiSep-II的项目申请了该涂层的专利。该涂层的名称与项目名称相同。

电池内部也有一个隔板。电极之间有隔板，可以确保电池有效工作并防止短路。当HiSep II涂层被放置在隔板外侧时，它就充当了一个智能过滤器。

这项新发明可以使当今重型电动汽车的电池更轻、更安全，并延长其续航里程。该技术的研究人员认为，它也非常适合用于航空、太空旅行、无人机和航运。

许多致力于改进锂硫电池的研究人员专注于阴极和电解质的纯化学反应。因此，挪威科技大学的研究人员将重点放在了隔板方面。

“涂层可以阻挡有害化学物质，并允许有用的锂离子自由通过，”Tekinalp说道。

更轻薄的电池组

电池的寿命通常以充电次数来衡量。一次充电循环相当于一次完全充电和一次完全放电。格洛绍根实验室的测试表明，配备HiSep-II的锂硫电池可以将充电循环次数从200次提高到1000次，从而使电池寿命延长了五倍。

电动汽车的电池组由许多部件组成。研究人员表示，这项专利技术可以使800伏电池组的重量减轻200 公斤。这反过来意味着更高的效率和更长的续航里程。下一代电动汽车电池采用硫制成，而硫的储量丰富，也使其生产成本更低。

Tekinalp相信他们的研究是一项突破，将有助于使锂硫电池成为电动汽车的真正替代品。

“尽管HiSep-II尚未应用于电动汽车，但我们已经证明它可以应对穿梭效应。这一直是阻碍其商业化应用的主要障碍——直到现在，”研究人员说道。

HiSep-II项目组于2023年获得了该隔膜专利，并正在与挪威科技大学技术转移中心（TTO）合作，将其推向市场。

TTO的业务拓展人员Kristina Nydal表示：“我们的目标是扩大这项技术的规模，并将其授权给行业合作伙伴，使其能够应用于从电动汽车到绿色能源存储的各个领域。”

她相信Hi-Sep II能够提高电池安全性，并表示该技术非常适合应用于航空航天、电动汽车、无人机和海上运输等领域。她还表示：“它是一种极具吸引力且经济高效的储能替代方案，尤其是在寿命和稳定性至关重要的领域。”

该技术的生产过程环保，易于规模化生产，并且可与当今的锂电池兼容。

扩大规模和测试

在技术准备上市之前，外部参与者必须对其进行测试。该滤波器必须内置于锂硫电池中，其性能必须由独立的第三方进行检查和确认。证明该技术的长期可靠性和稳定性至关重要。他们还必须确保新型智能滤波器能够安全、经济地、有盈利地生产，并保持稳定的质量。

专利流程成本高昂，应根据该技术的工业应用进行调整。TTO目前正在寻找感兴趣的授权方，以资助进一步的专利申请和商业化，并参与计划中的测试。

当被问及这项技术与硫电池有何不同时，Tekinalp回答道：“许多Li-S技术的突破都集中在改进正极材料或电解质上。HiSep-II则专注于隔膜或过滤器。它是一种更简单、更具可扩展性的解决方案，无需使用复杂的材料。该生产工艺环保，易于规模化生产，并且可以与当今的锂电池协同工作。”