锂硫电池的性能会受电解液的影响吗？
来源：宝鄂实业
2019-12-15 20:39
点击量：次
锂硫电池的性能是否受到电解液的影响?电解液是锂硫电池的重要组成部分。锂硫电池在充放电过程中产生的硫化锂易溶于电解液，导致活性物质减少，电池循环性能差，容量衰减。锂硫电池电解质盐应该有化学、电化学稳定性和高导电性,而电解质溶剂应该有一个小粘度降低反应电阻,并且拥有一种强烈的抑制多硫化合物的溶解能力,防止活性物质的损失,从而提高电池的循环性能。
锂硫电池的性能是否受到电解液的影响?
锂硫电池。JPG
锂硫电池的使用越来越多，但有时其循环稳定性并不理想。
为了确定电解质对锂硫电池的影响，研究小组使用了LiTFSI和LiFSI这两种非常相似的电解质，除了LiFSI比LiTFSI含有更少的碳和氟。他们利用环境分子实验室的设备对电池的充放电能量进行了连续测试，最后对电极进行了研究和分析。
他们发现，在使用LiTFSI作为电解液的锂硫电池中，锂原子与硫原子结合，在电极表面形成锂硫(LiSx)。当LiFSI作为电解质时，就会形成硫酸锂(LiSOx)。通过计算这两种锂化合物结合的紧密程度，他们发现硫化锂更容易断裂并释放锂。然而，硫酸锂是很难分离的，所以硫酸锂中的氧是罪魁祸首。
对于锂硫电池这样的液相电化学系统，除了电解质的种类外，电解质的量也会对电池的性能产生重要的影响。
特别是硫正极和电解液,这是由于减少的比例电解质和阳极质量比一方面可以削弱的负面影响更多的可溶性硫离子,但另一方面将提高更多的硫离子溶液中的粘度,导致电导率的降低和其他属性,最好的电解质和阳极质量比可溶性硫离子可以自由积极的区域,就在此时，在第一次放电过程中出现了电压滞后现象。
锂硫电池简介
锂硫电池的理论比能为2600WH/KG，被认为是继锂离子电池之后最具商业价值的高比能二次电池系统。基于液态锂硫电池反应类型,一方面,更多的硫离子溶解不可避免和锂硫电池非常必要,但另一方面,活性物质的利用率和循环性能越低的区别是一个关键因素限制了锂硫电池的发展,这些都是与所使用的电解液的成分密切相关,从电解液的角度来改善高能锂硫电池的性能明显更有效。
尽管锂硫电池的能量密度略低于锂空气电池,他们不受水的影响,空气中二氧化碳和其他活性成分在使用过程中,和生产过程类似于锂离子电池,所以他们有更大的研究和开发价值。
更重要的是，锂硫电池的正活性物质(单质硫)价格低廉、来源广泛、环保，是继锂离子电池之后最有前途的储能系统之一。目前，美国、日本和欧洲许多发达国家都大力支持锂硫电池技术的发展。
锂硫电池电解液在电池内部的作用
1. 在电极之间导电Li+形成内部电路;
2. 在正极界面附近溶解和转移中间多硫化锂。由于多硫化锂在电解液中的溶解容易引起梭形效应和金属锂的腐蚀，因此要求硫电池电解液对锂离子具有良好的导电性，并抑制硫的溶解和扩散。
根据研究结果:大容量阳离子型锂硫电池电解液，证明它能有效提高多硫化物的稳定性，延长锂硫电池的循环寿命。锂硫电池具有能量密度高、成本低、环保等优点。
