鋰硫電池電解液材料發展空間大

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，是儲能領域的重要研究方向，鋰硫電池是鋰電池的一種，典型的鋰硫電池一般采用單質硫作為正極,金屬鋰作為負極的一種鋰電池。

　　利用硫作為正極材料的鋰硫電池，理論容量較高。當然，鋰硫電池既然是鋰電池，自然也是綠色環保，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

　　1.循環壽命短：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.導電性不好：硫作為不導電的物質，導電性非常差，不利于電池的高倍率性能

　　3.性能較低：無法滿足大規模產業化發展的要求

　　4.穩定性較低：硫在充放電過程中，體積的擴大縮小非常大，巨大的體積變化會破壞電極結構

　　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79%的體積膨脹/收縮,膨脹會導致容量的衰減

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

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

　　加入基質材料后的鋰硫電池

　　(1)良好的導電性;

　　(2)活性物質硫可以在基質材料上均勻分散，以確保活性物質的高利用率;

　　(3)要對硫及多硫化物的溶解具有抑制作用。

　　中國科學院蘭州化學物理研究所獲悉，研究表明，首次設計了一種黏土礦物鋰皂石。鋰皂石含有豐富的O活性位點和Li+，還具有獨特的片層結構和較大比表面。

　　鋰皂石首次被應用到鋰硫電池中，用于抑制聚硫化物穿梭，并提高隔膜的Li+電導率。該黏土礦物超親電解液隔膜對聚硫化物穿梭具有明顯的抑制作用，同時具有較高的Li+電導率、快速的Li+轉移、超親電解液性和較高的熱穩定性。

　　將其應用于鋰硫電池時，在循環穩定性、倍率性能和抑制自放電等方面均表現優異。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出了優異的性能。

　　鋰硫電池電解液材料發展空間大

　　就中國目前鋰硫電池電解液市場而言，準入門檻并不高，但是隱形的技術是有壁壘的，而隨著關鍵原材料的國產化，目前電解液的成本也隨之進一步降低，日韓企業也開始將制造工廠往國內轉移，相信在不久的將來，中國的電解液將會走出國門，走向世界。

　　總結：鋰硫電池實驗室規模的研究開展較多,電解液研究對于獲得高性能鋰硫電池具有重要價值。相信未來鋰硫電池能夠解決其缺陷，大量運用于大規模的產業化發展。