鋰硫電池電解液材料發(fā)展空間大

來源：存能電氣  日期：2019-04-04 16:40  瀏覽量：次

　　鋰硫電池電解液材料發(fā)展空間大。鋰硫電池電解液具有較高的能量密度和低廉的成本，是儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要研究方向，鋰硫電池是鋰電池的一種，典型的鋰硫電池一般采用單質(zhì)硫作為正極,金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。

　　利用硫作為正極材料的鋰硫電池，理論容量較高。當(dāng)然，鋰硫電池既然是鋰電池，自然也是綠色環(huán)保，無污染的。鋰硫電池主要用醚類的電解液作為電池的電解液，電解液中加入一些添加劑，可以非常有效的緩解鋰多硫化合物的溶解問題。

　　鋰硫電池的問題和缺點(diǎn)

　　1.循環(huán)壽命短：多硫化鋰飛梭、多硫化鋰歧化、電解液分解、金屬鋰枝晶粉化等問題

　　2.導(dǎo)電性不好：硫作為不導(dǎo)電的物質(zhì)，導(dǎo)電性非常差，不利于電池的高倍率性能

　　3.性能較低：無法滿足大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的要求

　　4.穩(wěn)定性較低：硫在充放電過程中，體積的擴(kuò)大縮小非常大，巨大的體積變化會(huì)破壞電極結(jié)構(gòu)

　　5.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,膨脹會(huì)導(dǎo)致容量的衰減

　　為了解決鋰硫電池多硫化鋰的溶解以及電池循環(huán)性能差的問題，有研究團(tuán)隊(duì)通過在電解液引入陽離子來絡(luò)合多硫根離子，有效提高了多硫化鋰在電解液中的穩(wěn)定性。

　　采用該鋰硫電池電解液的鋰硫電池能量可達(dá)300Wh/kg，且穩(wěn)定循環(huán)100次以上，容量保持率約70%。，主要是采用固體電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)或在電解液中添加LiNO3離子液體等措施，提高了活性物質(zhì)硫的利用率，從而達(dá)到改善鋰硫電池的循環(huán)性能的目的。對(duì)于硫基復(fù)合正極材料的改性，主要是將具有良好導(dǎo)電性能及特定結(jié)構(gòu)的基質(zhì)材料與單質(zhì)硫復(fù)合制備高性能的硫基復(fù)合正極材料。

　　加入基質(zhì)材料后的鋰硫電池

　　(1)良好的導(dǎo)電性;

　　(2)活性物質(zhì)硫可以在基質(zhì)材料上均勻分散，以確?；钚晕镔|(zhì)的高利用率;

　　(3)要對(duì)硫及多硫化物的溶解具有抑制作用。

　　中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所獲悉，研究表明，首次設(shè)計(jì)了一種黏土礦物鋰皂石。鋰皂石含有豐富的O活性位點(diǎn)和Li+，還具有獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)和較大比表面。

　　鋰皂石首次被應(yīng)用到鋰硫電池中，用于抑制聚硫化物穿梭，并提高隔膜的Li+電導(dǎo)率。該黏土礦物超親電解液隔膜對(duì)聚硫化物穿梭具有明顯的抑制作用，同時(shí)具有較高的Li+電導(dǎo)率、快速的Li+轉(zhuǎn)移、超親電解液性和較高的熱穩(wěn)定性。

　　將其應(yīng)用于鋰硫電池時(shí)，在循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能和抑制自放電等方面均表現(xiàn)優(yōu)異。此外，該隔膜具有較好的普適性，可通過簡單的涂覆法制備，在LiFePO4和鋰硫電池中均表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。

　　鋰硫電池電解液材料發(fā)展空間大

　　就中國目前鋰硫電池電解液市場而言，準(zhǔn)入門檻并不高，但是隱形的技術(shù)是有壁壘的，而隨著關(guān)鍵原材料的國產(chǎn)化，目前電解液的成本也隨之進(jìn)一步降低，日韓企業(yè)也開始將制造工廠往國內(nèi)轉(zhuǎn)移，相信在不久的將來，中國的電解液將會(huì)走出國門，走向世界。

　　總結(jié)：鋰硫電池實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究開展較多,電解液研究對(duì)于獲得高性能鋰硫電池具有重要價(jià)值。相信未來鋰硫電池能夠解決其缺陷，大量運(yùn)用于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。