用于城市空中交通出行的下一代锂硫电池已在韩国国内开发成功。电池行业在电动汽车市场之后，正将目光投向连接航空交通的城市空中交通出行市场。然而，现有商用锂离子电池单位重量能量密度较低，作为航空出行的能源存在局限。新开发的锂硫电池有望克服这一局限，成为可用于航空出行的下一代能源。
KAIST表示，生命化学工程系教授 Kim Heetak 团队与LG能源解决方案研究团队合作，查明了在减少电池电解液用量环境下锂硫电池性能下降的原因，并在此基础上开发出可改善性能的技术。相关消息于23日公布。
（前排自左起）博士课程研究生 Kim Ilju、教授 Kim Heetak；（后排自左起）博士课程研究生 Kim Sejin、硕士课程研究生 Shin Yewon、硕士课程研究生 Kim Dongu、硕士 Cho Hyena。KAIST 提供
View original image此前，中国宁德时代于去年发布了“凝聚态电池（Condensed battery）”技术，正式对外宣布其进军航空用电池市场的准备情况。这被视为电池行业将锂硫电池视为超越现有锂离子电池的下一代技术的佐证。业内实际上也注意到，锂硫电池的单位重量能量密度比现有锂离子电池高出2倍以上，因此将锂硫电池评价为城市空中交通出行市场的“游戏规则改变者”。
但既有锂硫电池技术为了保证电池稳定运行，需要大量电解液，导致电池重量增加，最终引发能量密度下降的问题。
此外，在减少电解液用量的稀薄电解液环境中，性能劣化加速，连退化机理都尚未被明确揭示，给开发可实际应用于城市空中交通出行的锂硫电池带来了困难。
联合研究团队克服了这些局限，开发出一种在将电解液用量较以往减少60%以上的同时，仍可实现400Wh/kg以上能量密度的锂硫电池。
这一成果在确保比商用锂离子电池高出60%以上的能量密度并具备稳定寿命特性的同时，被评价为在城市空中交通出行市场上克服了电池面临的最大障碍。
联合研究团队在对多种电解液环境进行实验的过程中发现，电极腐蚀导致电解液耗尽的现象，是降低电池性能的主要原因。为解决这一问题，研究团队引入含氟醚类溶剂，提高了锂金属负极的稳定性和可逆性，并成功减少了电解液分解。
由KAIST生命化学工程系博士课程学生 Kim Ilju 担任第一作者的本项研究成果，已发表于能源领域顶级权威学术期刊《Advanced Energy Materials》。
Kim Heetak 教授表示：“本研究揭示了在锂硫电池中，通过电解液设计来控制电极界面的重要性，具有重要意义。尤其是作为大学与企业合作取得的代表性成功案例，有望推动用于城市空中交通出行等下一代出行方式的电池实现商业化进程。”
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另一方面，KAIST与LG能源解决方案今后也将继续强化面向下一代出行方式的电池技术合作，计划引领新的电池市场。
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