關(guān)于鋰硫電池技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀解析

你知道什么是鋰硫電池嗎?隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如鋰硫電池。

近年來(lái)，傳統(tǒng)的鋰離子電池技術(shù)一直在不斷發(fā)展，但是電池的比能量仍然不能滿足應(yīng)用需求。 電池技術(shù)仍然是開放便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車的最大瓶頸。 對(duì)于高比能電池技術(shù)的終點(diǎn)突破，研究人員選擇了突破的方向是能量密度更高的鋰硫電池和鋰空氣等金屬空氣電池，并確保將其打開。 現(xiàn)在，一些新的電池技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

鋰硫電池，正極材料鋰的理論容量是鋰的理論比容量為3860mAh/g，硫的理論容量是1673 mAh·g1。當(dāng)硫與鋰完全反應(yīng)生成硫化鋰(Li2S)時(shí)，對(duì)應(yīng)鋰硫電池的理論放電質(zhì)量比能量為2600 Wh/kg。對(duì)比當(dāng)前的單體電芯比容量，鋰硫電池技術(shù)路線，可以發(fā)揮的空間巨大。

LIS電池是正極材料采用硫、負(fù)極材料采用金屬鋰的電池。硫作為正極材料的理論容量密度約為1670mAh/g，是鋰離子電池正極材料常用的三元材料的6倍以上。另外，金屬鋰作為負(fù)極材料的理論容量密度為3861mAh/g，是鋰離子電池常用的負(fù)極材料碳(372mAh/g)的約10倍。能量密度有望較目前的鋰離子電池大幅提高。

鋰硫電池是以硫元素為正極，鋰金屬為負(fù)極的電池。理論比能密度可達(dá)2600Wh/kg，實(shí)際比能密度可達(dá)450Wh/kg。單質(zhì)硫是一種廉價(jià)、高效、環(huán)保的高比能電池工業(yè)技術(shù)。

在放電過(guò)程中，鋰金屬陽(yáng)極（負(fù)極）被氧化形成鋰離子和電子。 鋰離子通過(guò)電解質(zhì)移動(dòng)到陰極，電子通過(guò)外部電路線到達(dá)陰極（正電極）。 在正極，硫與鋰離子和電子反應(yīng)形成硫化鋰。 充電過(guò)程與此相反。

然而，LIS電池的問(wèn)題在于，如果電解質(zhì)使用鋰離子電池中通常使用的有機(jī)電解質(zhì)，則電池容量將隨著充電和放電循環(huán)而顯著降低。 在電池的充電和放電反應(yīng)期間產(chǎn)生的硫和鋰的中間化合物將溶解在電解質(zhì)中并在負(fù)極側(cè)發(fā)生反應(yīng)，從而大大減少了用于充電和放電的硫量。
作為鋰硫電池的重要組成部分，電解質(zhì)在離子轉(zhuǎn)移中起著非常重要的作用。 另外，在電解液中也發(fā)生多硫化物的“穿梭效應(yīng)”，以避免在充放電過(guò)程中形成的多硫化物（Li 2 S 6，Li 2 S 4）的“穿梭效應(yīng)”，并提高了活性物質(zhì)的利用率，從而增加了鋰硫電池 循環(huán)性能。

在研究設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問(wèn)題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。