锂硫电池原理及其优缺点

问题描述

精选答案

锂硫电池的优点：

1.锂硫电池重量轻

其轻质的特性有利于电池总体能量密度的提高。根据三类石墨烯的共同反应，全石墨烯硫正极可建立多达九十%的活性物质利用率与出色的循环稳定性能。

2.锂硫电池导电性能好

使用高孔容石墨烯做为硫载体，一部分氧化石墨烯做为间隔层，高导电石墨烯做为集流体，明确提出了全石墨烯基正极结构设计。高孔容石墨烯建立了电极材料80wt%的硫含量与电极5mgcm-2的硫载量。

3.成本低、材料来源范围广

结构特点简洁明了且材料来源范围广，非常低的产品成本、对环境危害小的特性及极强的续航能力，让诸多的公司管理者认为是锂离子电池的最合适同类产品。

4.结构特点特殊，续航能力强，稳定性高

使用独具特色的桥接结构特点，创新性的对硫阴极进行了配备，使之有着更强的应力负荷及稳定性能，续航能力及稳定性有了极大幅度的提高

锂硫电池的缺点：

第一、单质硫及其放电终产物硫化锂(Li2S)的导电性很差，致使活性物质利用率较低以及动力学性能较差，严重影响电池的高倍率性能

第二、蓄电池充电操作过程中出现的多硫化锂在醚类电解液终溶解性相对较大，会转移至负极表面层并再次发生自放电反应，致使较低的库伦效率;

第三、硫化锂可与金属锂负极反应生成硫化锂并沉积在其表面层，致使活性物质的损失以及负极性能的恶化;无法根据可逆的充电操作过程反应变成硫亦或是是高阶的多硫化物,造成了电容量的前所未有损耗。

第四、硫在蓄电池充电操作过程中的体积发生变化相对较大，可损坏正极的结构特点稳定性能。

第五、锂硫电池使用金属锂做为负极,除了金属锂自身的基酶,金属锂负极在蓄电池充电操作过程会再次发生体积发生变化,并比较容易生成枝晶。

第六、锂硫电池检测实验室规模的研究进行较多,单位面积上硫载量一般都在3.0mgcm-2以下,进行高负载量极片的研究关于得到高性能锂硫电池有着至关重要市场价值。声明：本网站所公布的文章，均来自于互联网，如有侵权，请联系删除。

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优点:安全性能高。液态的电解质短路时,温度升高,将电解质点燃而发生爆炸。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也克服了锂枝晶现象,因而全固态电池具有极高安全性。

能量密度高。能量密度高重要是因为固态电解质一般拥有较宽的电化学窗口,就像一个个小框相同,因此可以装更多的高电压正极材料。加上固态电池体积小、稳定,可以让电池管理更为简化,能量密度自然会大大提高。

相对较轻。在传统锂离子电池中,隔膜和电解液加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量,而使用固态电解质自然就可以减小体积和质量。

循环性能强。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象,大大提升了锂离子电池的循环性和使用寿命。

缺点就是有点贵

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锂硫电池具有一些优点，一方面，其生产成本比较低。由于锂硫电池主要采用硫和锂作为生产原材料，生产成本相对较低；另一方面，锂硫电池在使用后低毒，并且回收利用的能耗较小。

三个主要缺点：

1、锂多硫化合物溶于电解液；

2、硫作为不导电的物质，导电性非常差，不利于电池的高倍率性能；

3、硫在充放电过程中，体积的扩大缩小非常大，有可能导致电池损坏。锂硫电池最大的缺点在于其循环利用次数比较低。因为硫化聚合物具有稳定性比较差的特性，所以当前锂硫电池的循环利用次数要远远低于普通的磷酸铁锂电池，这就极大的增加了锂硫电池的使用成本。