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什么是锂硫电池?锂硫电池有什么特点?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-31 10:00:17   浏览次数:31
核心提示:2020年12月31日关于什么是锂硫电池?锂硫电池有什么特点?的最新消息:近日,媒体纷纷宣传锂硫电池获得新突破,可令电动汽车续航达到1000公里。那么,什么是锂硫电池,它与当前主流的锂离子电池有什么异同?锂硫电池是锂电池的一种,是以硫元素作为电池正极,金


近日,媒体纷纷宣传锂硫电池获得新突破,可令电动汽车续航达到1000公里。那么,什么是锂硫电池,它与当前主流的锂离子电池有什么异同?

锂硫电池是锂电池的一种,是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。单质硫在地球中储量丰富,具有价格低廉、环境友好等特点。利用硫作为正极材料的锂硫电池,其材料理论比容量和电池理论比能量较高,分别达到 1675m Ah/g 和 2600Wh/kg ,远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量。并且硫是一种对环境友好的元素,对环境基本没有污染,是一种非常有前景的锂电池。

对比而言,锂硫电池的能量密度可超500Wh/kg,明显优于锂离子电池的极限能量密度300Wh/kg。

锂硫电池一般采用单质硫作为正极,金属锂片作为负极,它的反应机理不同于锂离子电池的离子脱嵌机理,而是电化学机理。

锂硫电池以硫为正极反应物质,以锂为负极。放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子,正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物,正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。在外加电压作用下,锂硫电池的正极和负极反应逆向进行,即为充电过程。

根据单位质量的单质硫完全变为S2-所能提供的电量可得出硫的理论放电质量比容量为1675 mAh/g,同理可得出单质锂的理论放电质量比容量为3860 mAh/g。锂硫电池的理论放电电压为2.287V,当硫与锂完全反应生成硫化锂(Li2S)时。相应锂硫电池的理论放电质量比能量为2600 Wh/kg。

锂硫电池主要存在三个主要问题: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。

 
关键词: 电池 正极 负极


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