你知道電解液對(duì)鋰硫電池的性能的影響有哪些嗎？

人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如鋰硫電池。鋰硫電池的性能受電解液的影響嗎?電解液是鋰硫電池的重要組成部分,鋰硫電池充放電時(shí)產(chǎn)生的多硫化鋰易溶于電解液，導(dǎo)致活性物質(zhì)減少，電池的循環(huán)性能變差，容量衰減。鋰硫電池電解質(zhì)鹽要具備化學(xué)、電化學(xué)穩(wěn)定性和較高的電導(dǎo)率，而電解液溶劑要具備較小的粘度以減小反應(yīng)電阻，并具有較強(qiáng)抑制多硫化物溶解的能力阻止活性物質(zhì)的損失，提高電池的循環(huán)性能。

鋰硫電池的性能受電解液的影響嗎?

目前，鋰硫電池被越來(lái)越廣泛地使用，但是有時(shí)其循環(huán)穩(wěn)定性不能令人滿意。在對(duì)其電解質(zhì)成分進(jìn)行研究之后，科學(xué)家終于找到了解決該問(wèn)題的方法。為了確定電解質(zhì)對(duì)鋰硫電池的影響，研究團(tuán)隊(duì)使用LiTFSI和LiFSI進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 LiTFSI和LiFSI是兩種非常相似的電解質(zhì)，除了LiFSI含有比LiTFSI少的碳和氟。他們使用環(huán)境分子實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備連續(xù)測(cè)試電池的充電和放電能量，最后對(duì)電極進(jìn)行了調(diào)查和分析。

他們發(fā)現(xiàn)，在使用LiTFSI作為電解質(zhì)的鋰硫電池中，鋰原子被硫原子束縛，在電極表面形成硫化鋰(LiSx)。當(dāng)LiFSI用作電解質(zhì)時(shí)，形成硫酸鋰(LiSO x)。通過(guò)計(jì)算兩種鋰化合物的結(jié)合氣密性，他們發(fā)現(xiàn)硫化鋰很容易破裂而釋放出鋰。但是，硫酸鋰難以分離，因此，硫酸鋰中的氧元素是元兇。

對(duì)于諸如鋰硫電池之類(lèi)的液相電化學(xué)系統(tǒng)，除了電解質(zhì)的類(lèi)型之外，電解質(zhì)的量還將對(duì)電池性能產(chǎn)生重要影響。尤其是硫正電極與電解質(zhì)的比例，這是因?yàn)橐环矫娼档碗娊赓|(zhì)與正電極的質(zhì)量比可以減弱可溶性多硫化物離子的不利影響，但另一方面，它會(huì)增加多硫化物的粘度離子溶液，產(chǎn)生導(dǎo)電性。隨著電費(fèi)率和其他特性的降低，最佳的電解質(zhì)與正質(zhì)量之比是，可溶性多硫化物離子可以自由地從正極區(qū)域中遷移出來(lái)。此時(shí)，電壓滯后僅發(fā)生在第一輪放電期間。

鋰硫電池的介紹

鋰硫電池的理論比能為2600WH / KG，被認(rèn)為是繼鋰離子電池之后最接近高比能二次電池系統(tǒng)商業(yè)化的產(chǎn)品。基于鋰硫電池的液體反應(yīng)類(lèi)型，一方面，鋰硫電池不可避免地需要溶解多硫化物離子，另一方面，活性物質(zhì)利用率低和循環(huán)性能差是制約鋰硫電池使用的關(guān)鍵因素。鋰硫電池的發(fā)展。這些與所用電解質(zhì)的組成密切相關(guān)，并且從電解質(zhì)的角度來(lái)看，改善高比能鋰硫電池的性能顯然更有效。

盡管與鋰空氣電池相比，鋰硫電池的能量密度略低，但在使用過(guò)程中不受空氣中水，二氧化碳和其他活性成分的影響，生產(chǎn)過(guò)程與鋰離子電池相似電池，因此它們具有更大的研發(fā)價(jià)值。更重要的是，鋰硫電池的正極活性材料(元素硫)價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛且對(duì)環(huán)境友好，使其成為繼鋰離子電池之后最有前途的儲(chǔ)能系統(tǒng)之一。

鋰硫電池的問(wèn)題和缺點(diǎn)

1.循環(huán)壽命短：多硫化鋰飛梭，多硫化鋰歧化，電解質(zhì)分解，金屬枝晶鋰粉等問(wèn)題。 2.導(dǎo)電性差：硫作為非導(dǎo)電性物質(zhì)，導(dǎo)電性很差，不利于電池的高倍率性能。 3，性能低下：不能滿足大規(guī)模工業(yè)發(fā)展的要求。 4.穩(wěn)定性差：在充放電過(guò)程中，硫的體積會(huì)大大膨脹和收縮，巨大的體積變化會(huì)破壞電極結(jié)構(gòu)。 5.硫和硫化鋰的密度分別為2.07和1.66gcm-3，在充放電過(guò)程中體積膨脹/收縮率高達(dá)79%，膨脹會(huì)導(dǎo)致容量衰減

為了解決多硫化鋰在鋰硫電池中的溶解和電池循環(huán)性能差的問(wèn)題，研究小組將電解質(zhì)中的陽(yáng)離子引入到多硫化物離子中，從而有效地提高了多硫化鋰在電解質(zhì)中的穩(wěn)定性。

使用鋰硫電池電解質(zhì)的鋰硫電池具有高達(dá)300Wh / kg的能量，并且具有超過(guò)100次的穩(wěn)定循環(huán)，并且容量保持率約為70%。主要采取固體電解質(zhì)，凝膠電解質(zhì)或在電解液中添加LiNO3離子液體等措施，以提高活性物質(zhì)硫的利用率，從而達(dá)到提高鋰硫電池循環(huán)性能的目的。