鋰硫電池存在的問題主要有哪些
來源：寶鄂實業(yè)
2020-10-29 13:28
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第一、單質(zhì)硫的電子導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性差，硫材料在室溫下的電導(dǎo)率極低(5.0×10-30S·cm-1)，反應(yīng)的最終產(chǎn)物L(fēng)i2S2和Li2S也是電子絕緣體，不利于電池的高倍率性能
第二、為鋰硫電池的中間放電產(chǎn)物會溶解到有機電解液中,增加電解液的黏度，降低離子導(dǎo)電性。多硫離子能在正負(fù)極之間遷移，導(dǎo)致活性物質(zhì)損失和電能的浪費。(Shuttle效應(yīng))。溶解的多硫化物會跨越隔膜擴(kuò)散到負(fù)極,與負(fù)極反應(yīng),破壞了負(fù)極的固體電解質(zhì)界面膜(SEI膜)。
第三、鋰硫電池的最終放電產(chǎn)物L(fēng)i2Sn(n=1~2)電子絕緣且不溶于電解液,沉積在導(dǎo)電骨架的表面;部分硫化鋰脫離導(dǎo)電骨架,無法通過可逆的充電過程反應(yīng)變成硫或者是高階的多硫化物,造成了容量的極大衰減。
第四、硫和硫化鋰的密度分別為2.07和1.66g·cm-3,在充放電過程中有高達(dá)79%的體積膨脹/收縮,這種膨脹會導(dǎo)致正極形貌和結(jié)構(gòu)的改變,導(dǎo)致硫與導(dǎo)電骨架的脫離,從而造成容量的衰減;這種體積效應(yīng)在紐扣電池下不顯著,但在大型電池中體積效應(yīng)會放大,會產(chǎn)生顯著的容量衰減，有可能導(dǎo)致電池的損壞，巨大的體積變化會破壞電極結(jié)構(gòu)
第五、鋰硫電池使用金屬鋰作為負(fù)極,除了金屬鋰自身的高活性,金屬鋰負(fù)極在充放電過程會發(fā)生體積變化,并容易形成枝晶。
第六、鋰硫電池實驗室規(guī)模的研究開展較多,單位面積上硫載量一般都在3.0mg·cm-2以下,開展高負(fù)載量極片的研究對于獲得高性能鋰硫電池具有重要價值。
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