制約鋰硫電池實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-08 11:15
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制約鋰硫電池實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：
(1)在室溫下，熱力學(xué)最穩(wěn)定的硫分子是由8個(gè)S原子相連組成的冠狀S8，分子之問(wèn)的結(jié)合形成結(jié)晶性很好的單質(zhì)硫，是典型的電子和離子絕緣體(25℃時(shí)電導(dǎo)率為5×10-30S·cml)，因此ss用作電極活性物質(zhì)材料時(shí)活化難度大。
(2)鋰硫電池活性物質(zhì)單質(zhì)硫Ss在常用的有機(jī)電解質(zhì)中溶解度較低，使電池的活性物質(zhì)無(wú)法與電解質(zhì)接觸并完成電化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致活性物質(zhì)的利用率降低。
(3)放電反應(yīng)的中間產(chǎn)物會(huì)大量溶解于電解質(zhì)中。研究表明，大量的聚硫化鋰溶解并擴(kuò)散于電解質(zhì)中會(huì)導(dǎo)致正極活性物質(zhì)的流失，從而降低電池的循環(huán)壽命；另外，放電產(chǎn)物鋰硫化物L(fēng)izS：和Li。S會(huì)從有機(jī)電解質(zhì)中沉淀析出，并覆蓋在硫正極的表面，形成絕緣的鋰硫化物薄膜，從而阻礙了電解質(zhì)與電極活性材料間的電化學(xué)反應(yīng)。
(4)金屬鋰化學(xué)性質(zhì)非常活潑，易與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，在電極材料表面生成SEI膜，導(dǎo)致電極極化電阻增大；溶解的多硫化物會(huì)擴(kuò)散到鋰表面與鋰發(fā)生腐蝕反應(yīng)，導(dǎo)致不可逆的容量損失；充放電過(guò)程中部分鋰會(huì)失去活性，成為不可逆的死鋰；并且由于電極表面的不均勻性，可能生成鋰枝晶而導(dǎo)致安全性問(wèn)題。
上述問(wèn)題最終導(dǎo)致鋰硫二次電池活性物質(zhì)利用率低、容量衰減迅速，而有效改善并解決這些問(wèn)題就成為推動(dòng)鋰硫二次電池及其關(guān)鍵材料應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵。
