什麽是锂硫電池?
锂離子電池（LiCo02）是单电子脱嵌，而锂硫电池是8电子氧化还原，因而锂硫电池有是锂離子電池7-8倍容量的理论。尽管聚合物锂電池已经广泛应用于3C产品，但是由于能量密度，也就是容量续航能力有限，需要经常充电，是一件比较麻烦的事情。最为直观的感受就是，换了智能手机之后，大家是每天充电，甚至充电宝不离手的状态。当今社会需要一种低成本，无污染，性能稳定，比容量大，能量密度高的新型锂離子電池满足更长的续航需求和更快的充电速度。
锂硫电池发展史：锂離子電池有30多年的历史，而锂硫电池更年轻。1962年，Herbet和Ulam首次提出使用硫作为正极材料，以碱性高氯酸盐为电解质。
早期锂硫体系作为一次电池被研究，甚至还一度商业化生产，但后来被可充电电池取代搁置。2009年Linda F.Nazar在Nature Materials 上提出关于锂硫二次可充放电池，并用CMK-3实现了1320mAh/g的高比容量。自此锂硫电池真正开启了发展篇章。
锂硫电池原理：锂硫电池正极为硫或含硫材料，负极为锂。平均电压2.1V，理论上锂硫体系（Li-S）具有1672mAh/g的比容量，2600Wh/kg的能量密度，是传统商业化以LiCo02为正极的锂離子電池（理论比容量273.8mAh/g，能量密度360Wh/kg）7倍左右。相比普通锂離子電池，锂硫电池的放电本质不是简单的锂离子脱嵌，而是伴随着大量中间产物的氧化还原过程。锂硫放电电池放电过程中，单质硫从环状S8开环与Li反应，由长链Li2S8向短链Li2S转化的过程中伴随着两个明显的放电平台，高电势放电平台为2.45V—-2.1V，该过程可认为大量S8向S42-转化，而低电势放电则为2.1V—1.7V，此过程为大量S42-转化为S22-与S2-。另一方面，不同的转化程度也对应着不同的电容量。
放電反應方程如下：
正極：S8+16Li+e-→8Li2S
負極：Li→Li++e-
總反應：2Li+nS→Li2Sn→Li2S
普通锂離子電池是单电子脱嵌，锂硫电池是8电子氧化还原，因而有7-8倍的理论容量和能量密度。与传统锂離子電池相似，锂硫电池由正极，负极，隔膜，电解质和隔膜组成。因此锂硫电池被认为是目前最有希望替代传统锂離子電池，成为新一代的储能设备的新能源。
硫正極材料是制約锂硫電池發展和應用的關鍵因素，因此我們重點關注硫正極。目前，锂硫體系的硫正極也存在幾個問題需要解決：穿梭效應，導電性差，體積膨脹。
1、放電過程中多硫化物溶解（Li2Sx，3＜x＜8），産生複雜的歧化反應，發生“穿梭效應”，造成大量自放電，庫倫效率和循環性能降低，出現不可逆容量衰減；
2、單質硫與放電産物硫化锂的電導率低，S電導率（5×10-30S/cm，25℃），Li2S/Li2S2電導率（~10-30S/cm），造成硫的利用率只有50-70%左右。
3、而且從斜方晶系α-S（ρ1=2.03g/cm3）轉化爲反螢石結構的Li2S（ρ2=1.66g/cm3），體積膨脹大，破壞電極結構，影響了循環穩定性
声明： 本站部分文章及图片来源于互联网，如有侵权，请联系删除。
友情提示：留下您的需求和聯系方式,我們收到信息將第一時間聯系您！
| |
深圳市格瑞普電池有限公司
粵ICP備11041765號-6
版权所有 ©2025 格瑞普电池 |
HoME神波多一花在线ENTER NUMBET 004
