鋰離子電池為什么會(huì)得到廣泛的應(yīng)用？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-22 21:22
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鋰離子電池的比容要好于鎳氫電池，對(duì)于同樣容量的鉛酸蓄電池來說，鋰離子電池的重量相當(dāng)于一臺(tái)筆記本電腦，這樣老弱婦孺就都可以使用了。其壽命也可以比鎳氫電池做得好。目前的手機(jī)電池基本上都是采用這種電池。鋰電池的內(nèi)阻相對(duì)比較大，在電動(dòng)自行車上使用會(huì)出現(xiàn)電池即將完全放電的時(shí)候感覺車的動(dòng)力不足。鋰離子電池更主要的問題是在過充電和過放電狀態(tài)電池會(huì)發(fā)生爆炸，手機(jī)電池都是使用的單體電池，再經(jīng)過良好的保護(hù)電路來配合使用，基本上杜絕了電池爆炸的問題。而在電動(dòng)自行車上使用，必須要使用串連電池組，而串連電池組的保護(hù)電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單體電池的保護(hù)電路，其材料成本也大大增加。目前一個(gè)良好的鋰電池保護(hù)電路的成本接近電池本身的價(jià)格。而聚合物鋰電池的爆炸殺傷力低于鋰離子電池，但是，也存在著爆炸和燃燒的可能性。這也是與鋰離子電池一樣需要解決問題的。
鋰離子電池得到了廣泛的應(yīng)用。但目前鋰離子電池的能量密度仍不足以滿足許多應(yīng)用需求，鋰硫電池因其理論比容量高、硫含量豐富、價(jià)格低廉而備受關(guān)注。然而，在鋰硫電池的電化學(xué)過程中，硫正極和鋰負(fù)極之間溶解的多硫化物所引起的“穿梭效應(yīng)”及其緩慢的動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)化嚴(yán)重降低了活性硫的利用率。這導(dǎo)致了鋰硫電池的容量急劇下降，大大降低了鋰硫電池的使用壽命。”所謂“梭效應(yīng)”，是指在充放電過程中，正極產(chǎn)生的多硫化物中間體溶解于電解液中，通過隔膜，擴(kuò)散到負(fù)極，與負(fù)極的鋰金屬直接反應(yīng)，造成電池中有效物質(zhì)的不可逆損失，電池壽命衰減，庫(kù)侖效率低。”牛志強(qiáng)說，目前，人們已經(jīng)采取各種方法來改善上述問題，最常見的策略是利用高比表面積的納米結(jié)構(gòu)碳材料通過物理限制來捕獲多硫化鋰，或者利用極性材料通過化學(xué)相作用來捕獲多硫化鋰。
然而，碳的非極性通常導(dǎo)致循環(huán)性能差，極性材料的低導(dǎo)電性導(dǎo)致硫的利用率低，速率性能差。因此，有必要開發(fā)一種簡(jiǎn)單有效的材料制備方法，能顯著提高硫正極的循環(huán)性能，保持良好的倍率性能，這對(duì)實(shí)現(xiàn)鋰硫電池的長(zhǎng)循環(huán)壽命具有重要意義。”氮化銦離子和富電子氮原子通過強(qiáng)化學(xué)鍵捕獲多硫化物；同時(shí)，氮化銦表面的快速電子轉(zhuǎn)移改善了多硫化物的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化過程。這樣，雙功能氮化銦改性膜就像一堵墻，能有效抑制鋰硫電池中的“穿梭效應(yīng)”，牛志強(qiáng)認(rèn)為，氮化銦改性膜鋰硫電池具有優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。1000次循環(huán)后，每個(gè)循環(huán)的容量下降僅為0.015%。
