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什么是鋰硫電池,鋰硫電池的優(yōu)缺點(diǎn)

2020-04-21 15:35:39 

前段時(shí)間澳洲莫納什大學(xué)的外國科學(xué)家向大伙兒正式宣布了一個(gè)喜訊,外國科學(xué)家聲稱他們研制出了一類新型的電池,電池總體的電容量及續(xù)航能力,可以可以說是上現(xiàn)階段當(dāng)今世界工作效率最高的鋰硫電池,這一種電池可以讓觸屏手機(jī)開機(jī)運(yùn)行五天及以上,亦或是在新能源汽車滿格電的狀況下機(jī)動(dòng)車行駛距離超過一千公里。實(shí)際上有挺多的人對(duì)鋰硫電池很感興趣的,那今天我們來看一下什么是鋰硫電池,鋰硫電池的優(yōu)缺點(diǎn)。


什么是鋰硫電池


鋰硫電池是鋰電池的一類,截至2019年尚始終處于科研開發(fā)環(huán)節(jié)。鋰硫電池是以硫元素做為電池正極,金屬鋰做為負(fù)極的一類鋰電池。單質(zhì)硫在地球中儲(chǔ)藏量極為豐富,有著價(jià)格實(shí)惠、綠色環(huán)保等特性。使用硫做為正極材料的鋰硫電池,其材料理論比電容量和電池理論比能量較高,分別超過1675毫安時(shí)/g和2600Wh/kg,大大高過商業(yè)上普遍使用的鈷酸鋰電池的電容量(<150毫安時(shí)/g)。并且硫是一類對(duì)綠色環(huán)保的元素,對(duì)環(huán)境基本上沒有環(huán)境污染,是一類非常有市場前景的鋰電池。


鋰硫電池的優(yōu)點(diǎn)


1.鋰硫電池重量輕


其輕質(zhì)的特性有利于電池總體能量密度的提高。根據(jù)三類石墨烯的共同反應(yīng),全石墨烯硫正極可建立多達(dá)九十%的活性物質(zhì)利用率與出色的循環(huán)穩(wěn)定性能。


2.鋰硫電池導(dǎo)電性能好


使用高孔容石墨烯做為硫載體,一部分氧化石墨烯做為間隔層,高導(dǎo)電石墨烯做為集流體,明確提出了全石墨烯基正極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高孔容石墨烯建立了電極材料80wt%的硫含量與電極5mgcm-2的硫載量。


3.成本低、材料來源范圍廣


結(jié)構(gòu)特征簡潔明了且材料來源范圍廣,非常低的產(chǎn)品成本、對(duì)環(huán)境危害小的特性及極強(qiáng)的續(xù)航能力,讓諸多的企業(yè)管理者認(rèn)為是鋰電池的最合適同類產(chǎn)品。


4.結(jié)構(gòu)特征特殊,續(xù)航能力強(qiáng),穩(wěn)定性高


使用獨(dú)具特色的橋接結(jié)構(gòu)特征,創(chuàng)新性的對(duì)硫陰極進(jìn)行了配備,使之有著更強(qiáng)的應(yīng)力負(fù)荷及穩(wěn)定性能,續(xù)航能力及穩(wěn)定性有了極大幅度的提高


鋰硫電池的缺點(diǎn)


第一、單質(zhì)硫及其放電終產(chǎn)物硫化鋰(Li2S)的導(dǎo)電性很差,致使活性物質(zhì)利用率較低以及動(dòng)力學(xué)性能較差,嚴(yán)重影響電池的高倍率性能


第二、蓄電池充電操作過程中產(chǎn)生的多硫化鋰在醚類電解液終溶解性相對(duì)較大,會(huì)轉(zhuǎn)移至負(fù)極表面層并再次發(fā)生自放電反應(yīng),致使較低的庫倫效率;


第三、硫化鋰可與金屬鋰負(fù)極反應(yīng)生成硫化鋰并沉積在其表面層,致使活性物質(zhì)的損失以及負(fù)極性能的惡化;無法根據(jù)可逆的充電操作過程反應(yīng)變成硫亦或是是高階的多硫化物,造成了電容量的前所未有損耗。


第四、硫在蓄電池充電操作過程中的體積發(fā)生變化相對(duì)較大,可損壞正極的結(jié)構(gòu)特征穩(wěn)定性能。


第五、鋰硫電池使用金屬鋰做為負(fù)極,除了金屬鋰自身的基酶,金屬鋰負(fù)極在蓄電池充電操作過程會(huì)再次發(fā)生體積發(fā)生變化,并比較容易生成枝晶。


第六、鋰硫電池檢測實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究進(jìn)行較多,單位面積上硫載量一般都在3.0mg·cm-2以下,進(jìn)行高負(fù)載量極片的研究對(duì)于得到高性能鋰硫電池有著至關(guān)重要市場價(jià)值。


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