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锂硫电池研究进展:新思路与前景展望

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:③中间产物多硫化锂溶于有机电解液,虽然其溶解有利于硫材料的充分反应,提高硫材料的利用率,但形成了锂硫电池内部的Shuttle 效应,会大大降低锂硫电池的库仑效率,增加电池的阻抗。④锂硫电池的充放电过程极其复杂,反应机理仍存在争议。⑤虽然锂硫电池实验室成规模的研究开展较多,但硫的载量一般都在3.0 mg/cm2 以下,不利于锂硫电池的商品化。

锂硫电池研究进展:新思路与前景展望

尽管锂硫电池经过不断发展,其电化学性能也有所改善,但锂硫电池的商品化仍存在以下5 个亟待解决的问题:①硫单质及其放电产物(Li2 S2/Li2 S)的导电性较差;硫在室温下的电导率为5.0 ×10-30 S/cm,虽然可以通过向其中添加导电材料如碳质材料或者导电聚合物等来构建导电复合正极,但导电材料的添加会降低电池的体积比能量和质量比能量。②放电反应过程中,正负极的体积变化导致电池的容量衰减较快,负极锂的消耗会使负极的体积变小,同时由于硫变成硫化锂会使正极体积膨胀20%,最终破坏正负极的结构,从而加快电池容量的衰减。③中间产物多硫化锂溶于有机电解液,虽然其溶解有利于硫材料的充分反应,提高硫材料的利用率,但形成了锂硫电池内部的Shuttle 效应,会大大降低锂硫电池的库仑效率,增加电池的阻抗。④锂硫电池的充放电过程极其复杂,反应机理仍存在争议。⑤虽然锂硫电池实验室成规模的研究开展较多,但硫的载量一般都在3.0 mg/cm2 以下,不利于锂硫电池的商品化。

为了解决上述问题,主要采用以下三种方法对锂硫电池进行改性研究:①采用导电材料与硫复合来提高正极的导电性;②选择适当的电解液抑制多硫化锂的溶解;③采用有效方法对负极锂进行保护,隔离负极锂与中间产物多硫化锂。(www.xing528.com)

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