利與弊

這里的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)并不是特別容易總結(jié)的，因?yàn)樗鼈內(nèi)匀惶幱趯?shí)驗(yàn)階段……列出兩個(gè)歸納方面。

的優(yōu)勢

1)理論容量大，幻想空間大;

2)信息獲取方便，價(jià)格低廉，決定了商業(yè)產(chǎn)品價(jià)格低廉;

缺點(diǎn)是，由于批量生產(chǎn)的間隔相對(duì)較遠(yuǎn)，自然重大缺點(diǎn)，僅歸納為四點(diǎn)。

1)電極與電解液相互呼應(yīng)，簡單構(gòu)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(chǎn)物硫化鋰是絕熱不溶的，反應(yīng)過程中含有不可逆成分，循環(huán)功能差;

3)鋰電極產(chǎn)量的微小變化會(huì)導(dǎo)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(xù)效應(yīng)，自放電率很大。

3個(gè)鋰硫電池的問題

鋰硫電池技術(shù)已經(jīng)存在了很長時(shí)間，但由于種種原因，它從未達(dá)到商業(yè)應(yīng)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(dǎo)致活性物質(zhì)的損失。在循環(huán)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(dǎo)致活性物質(zhì)不斷流失到電解液中。一些活性物質(zhì)會(huì)一直保持溶解狀態(tài)，這些物質(zhì)不會(huì)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(shù)據(jù)為硫，反映了低導(dǎo)電率的硫化鋰。硫和硫化鋰離子電導(dǎo)率低導(dǎo)致窮人運(yùn)輸?shù)碾x子電極,而硫化鋰的積累在正極放電構(gòu)成一層絕緣界面正極表面,使正極循環(huán)更糟。

3)鋰金屬中硫的體積變化較大。因?yàn)橛幸欢ǖ拿芏炔町惲蚝土蚧?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(shù)量急劇減少,這可能導(dǎo)致崩潰和損壞的電極結(jié)構(gòu)。

在鋰負(fù)極方面，首先面對(duì)以下困難:

1)持續(xù)流動(dòng)效應(yīng)。這是鋰硫電池的一個(gè)眾所周知的問題。持續(xù)效應(yīng)是指在電解液中溶解的長鏈硫化鋰，它可以到達(dá)鋰的陰極，通過化學(xué)方法回收，形成廉價(jià)的化合物。這些化合物不受極性的限制，一些低價(jià)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(yīng)。這種多硫化物級(jí)聯(lián)效應(yīng)發(fā)生在電池中，在循環(huán)過程中降低了系統(tǒng)的充放電能力，降低了庫侖功率;鋰硫電池在休息期間會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的自放電，使得鋰硫電池的應(yīng)用價(jià)值大大降低。

2)固體電解質(zhì)中心相(SEI)的積累不均勻。鋰金屬負(fù)極，金屬與電解液之間的界面，電解液與負(fù)極之間的數(shù)據(jù)混響，并在負(fù)極表面構(gòu)成SEI。這些SEI離子可以通過，但電子不能。多數(shù)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(xù)消耗導(dǎo)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(dǎo)致大規(guī)模的SEI斷裂，進(jìn)一步消耗金屬鋰和電解液，影響電池壽命。部分電導(dǎo)率逐漸增大，阻抗增大，庫侖功率減小。