非活性硫化物抑制鋰電池容量損失技術解析

【引言】

現在，可持續(xù)發(fā)展能源的迫切需要發(fā)展和完善大范圍的能量儲存的能力，例如風能和太陽能等等。電化學儲能由于具有無污染，循環(huán)效率高，靈活性好等優(yōu)點，被廣泛研究。鋰硫電池作為電化學儲能的一種，其理論能量密度是2600 Wh Kg-1, 因此被人們認為是最有希望成為下一代儲能電池之一。然而，該電池還存在著許多的缺陷，例如低電子電導率，多硫化物的沉降，體積效應和自放電等等。另外，還有可溶性含鋰聚硫化物的生成降低了電池的性能。人們設計了一種大尺寸的半液流電池來改善電化學性能，然而在循環(huán)工程中由于大量的不可溶硫化的物的生成，導致電池的容量急劇下降。

【成果簡介】

最近，美國斯坦福大學崔屹教授在Nat. commun.上報道了一種采用添加廉價的硫，并且通過攪拌邊加熱的方法來激活這種非活性硫化物，從而達到抑制電池容量損失的目的。單電池的容量可達0.9 Ah, 體積能量密度可達95 Wh/L(3M Li2S8), 這個數值大概是全釩流電池的4倍。并且在高濃度的Li2S8(5M)體積能量密度可達135 Wh/L。該研究首次將活性材料的負載量提高到了0.125 g/cm3(約有2g S在單個電池中)，并且取得了優(yōu)異的性能。

【圖文導讀】

圖1方法示意圖

（a）在加熱攪拌過程中，非活性硫和硫顆粒的反應示意圖；

（b）鋰片在反應前后的對比圖；

（c）鋰片活化前后的對比圖；

（d）LPS流電池系統(tǒng)示意圖。

圖2非活性硫化物與硫反應

（a）不同反應時間下，非活性硫與金屬鋰在DOL/DME中發(fā)生反應；

（b）鋰片在反應前后的對比圖；

（c）鋰片在反應前后的Raman曲線；

（d）活化后，鋰片在5M LPS電解液下的電化學性能；

（e）活化后，鋰片在5M LPS電解液下的電壓曲線。

第1頁/共2頁   首頁   下一頁   上一頁   尾頁