hale uav储能系统-锂硫电池发展趋势探讨ming-yuan yeh1 , jer .pdf

Remote Sensing Satellite Technology Workshop 2016 Nov. 28, 2016 HALE UAV儲能系統-鋰硫電池發展趨勢探討 Ming-Yuan Yeh1 , Jer Ling1 1 National Space Organization marco@nspo.narl.org.tw, jl@nspo.narl.org.tw 摘要 點，國際上使用的材料與技術，並進行有 本文旨在探討現今全球鋰硫電池技術發展 系統的整理及分析，提供電池相關研究人 趨勢，作為長滯高空無人機(又稱大氣層衛 員一個全面性的資訊分享，希望能對國內 星平台)儲能系統的參考依據。 鋰硫電池研究有所助益。 鋰硫電池是以金屬鋰為負極、單質硫為正極 自1991 年Sony 首次發表商業化之鋰離子蓄 而建構的充放電蓄電池體系。鋰硫電池具有 次電池後，它已經改變可攜式電子產品的發 高的理論能量密度(2600 Wh/kg), 成為最具 展。新一代的鋰電池發展將推進至電氣化運 發展潛力的高能化學電源體系。但這種基於 輸和固定的電力儲存使用。然而，即使是發 溶解 − 沉積反應的鋰/硫電池體系仍面臨一 展成熟的鋰離子電池提供的能量儲存仍太 些無法避免的問題, 包括金屬鋰負極的顯著 低，因此無法滿足市場的關鍵需求，如交通 結構變化、硫正極材料存在的活性物質利用 運輸與長期使用的需求。要達到超越鋰離子 率低和循環性能差等缺點, 限制了鋰硫電池 電池的水準是一個嚴峻的挑戰，它需要新的 的發展。本文結合近年來關於鋰/硫電池的 化學現象探索，特別是電化學與新材料的開 突破進展, 簡要闡述了鋰硫電池的研究現 發。現今的商品化鋰離子電池多採用層狀 狀、問題及面臨的挑戰。 LiCoO2為陰極材料，但因鈷的蘊藏量少且為 戰略物資，使得其價格昂貴，做為電極材料 有著佔電池成本比例偏高的問題。近年來， KEYWORDS ：HALE UAV 鋰硫電池(Lithium-sulfur Batteries)被視 為是一個非常有開發前景的新型能源系 1. 簡介 統，由於硫密度輕、價格低廉、環境友好及 隨著科技的進步，對於能源的需求與日俱 高比電容量，因此被認為是一種優良的鋰電 增，無論是 3C 消費性電子產品、電動交 池正極材料。以硫作為正極，金屬鋰作為負 通工具，亦或是大型儲電系統，對於儲電 極的鋰硫電池，其理論能量密度高達2500 元件能力的要求越來越高。二次電池的種 Wh/kg (體積能量密度可達2800 Wh/L)，與 類繁多，其中鋰電池具有最高的工作電壓 傳統鋰離子電池相比，能夠實現3~5 倍的能 及能量密度，因此應用最為廣泛，當中又 量密度。在實際的使用上，鋰硫電池的能量 以鋰硫電池具備高的電容量、低廉的價