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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    分析鋰硫電池的優缺點

    2021-02-01 ryder

    這里的優勢和缺點并不是特別容易總結的,因為它們仍然處于實驗階段……列出兩個歸納方面。


    的優點


    1)理論容量大,幻想空間大;


    2)信息獲取方便,價格低廉,決定了商業產品價格低廉;


    缺點是,由于批量加工的間隔相對較遠,自然重大缺點,僅歸納為四點。


    1)電極與電解液相互呼應,簡單構成高電阻率、低庫侖功率的界面材料;


    2)放電過程中生成的產物硫化鋰是絕熱不溶的,反應過程中含有不可逆成分,循環功能差;


    3)鋰電極產量的微小變化會導致電池所有功能的改變,并且有很多不可控的因素;


    4)存在持續效應,自放電率很大。


    3個鋰硫電池的問題


    鋰硫電池技術已經存在了很長時間,但由于種種原因,它從未達到商業應用的水平。


    在硫的正極中,首先遇到以下困難:


    活性中心體溶解導致活性物質的損失。在循環過程中,中心長鏈多硫化物(Li2S4~Li2S8)在醚基電解液中短暫溶解,導致活性物質不斷流失到電解液中。一些活性物質會一直保持溶解狀態,這些物質不會起到充放電的用途,降低了電池的能量密度和功率密度。


    2)正極數據為硫,反映了低導電率的硫化鋰。硫和硫化鋰離子電導率低導致窮人運輸的離子電極,而硫化鋰的積累在正極放電構成一層絕緣界面正極表面,使正極循環更糟。


    3)鋰金屬中硫的體積變化較大。因為有一定的密度差異硫和硫化鋰(2.03和1.66g厘米−3),硫有巨大的體積膨脹率的過程中完成硫化鋰,鋰在相反的過程,數量急劇減少,這可能導致崩潰和損壞的電極結構。


    在鋰負極方面,首先面對以下困難:


    1)持續流動效應。這是鋰硫電池的一個眾所周知的問題。持續效應是指在電解液中溶解的長鏈硫化鋰,它可以到達鋰的陰極,通過化學方法回收,形成廉價的化合物。這些化合物不受極性的限制,一些低價的化合物可以再次回到硫正極,再次被氧化。這就是恒流效應。這種多硫化物級聯效應發生在電池中,在循環過程中降低了系統的充放電能力,降低了庫侖功率;鋰硫電池在休息期間會出現嚴重的自放電,使得鋰硫電池的應用價值大大降低。


    2)固體電解質中心相(SEI)的積累不均勻。鋰金屬負極,金屬與電解液之間的界面,電解液與負極之間的數據混響,并在負極表面構成SEI。這些SEI離子可以通過,但電子不能。多數情況下,SEI不均勻、致密,且存在各種孔洞,使電解液和陽極原料仍能接觸和混響。鋰金屬和電解液的持續消耗導致電池可逆性差,降低了電池的使用壽命。


    3)金屬鋰的枝晶生長。金屬鋰的非均相堆積形成鋰枝晶的生長,導致大規模的SEI斷裂,進一步消耗金屬鋰和電解液,影響電池壽命。部分電導率逐漸增大,阻抗增大,庫侖功率減小。

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