锂硫电池电解液材料发展空间大

来源：维多利亚3308  日期：2019-04-04 16:40  浏览量：次

　　锂硫电池电解液材料发展空间大。锂硫电池电解液具有较高的能量密度和低廉的成本，是储能领域的重要研究方向，锂硫电池是锂电池的一种，典型的锂硫电池一般采用单质硫作为正极,金属锂作为负极的一种锂电池。

　　利用硫作为正极材料的锂硫电池，理论容量较高。当然，锂硫电池既然是锂电池，自然也是绿色环保，无污染的。锂硫电池主要用醚类的电解液作为电池的电解液，电解液中加入一些添加剂，可以非常有效的缓解锂多硫化合物的溶解问题。

　　锂硫电池的问题和缺点

　　1.循环寿命短：多硫化锂飞梭、多硫化锂歧化、电解液分解、金属锂枝晶粉化等问题

　　2.导电性不好：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.性能较低：无法满足大规模产业化发展的要求

　　4.稳定性较低：硫在充放电过程中，体积的扩大缩小非常大，巨大的体积变化会破坏电极结构

　　5.硫和硫化锂的密度分别为2.07和1.66g·cm-3,在充放电过程中有高达79%的体积膨胀/收缩,膨胀会导致容量的衰减

　　为了解决锂硫电池多硫化锂的溶解以及电池循环性能差的问题，有研究团队通过在电解液引入阳离子来络合多硫根离子，有效提高了多硫化锂在电解液中的稳定性。

　　采用该锂硫电池电解液的锂硫电池能量可达300Wh/kg，且稳定循环100次以上，容量保持率约70%。，主要是采用固体电解质、凝胶电解质或在电解液中添加LiNO3离子液体等措施，提高了活性物质硫的利用率，从而达到改善锂硫电池的循环性能的目的。对于硫基复合正极材料的改性，主要是将具有良好导电性能及特定结构的基质材料与单质硫复合制备高性能的硫基复合正极材料。

　　加入基质材料后的锂硫电池

　　(1)良好的导电性;

　　(2)活性物质硫可以在基质材料上均匀分散，以确保活性物质的高利用率;

　　(3)要对硫及多硫化物的溶解具有抑制作用。

　　中国科学院兰州化学物理研究所获悉，研究表明，首次设计了一种黏土矿物锂皂石。锂皂石含有丰富的O活性位点和Li+，还具有独特的片层结构和较大比表面。

　　锂皂石首次被应用到锂硫电池中，用于抑制聚硫化物穿梭，并提高隔膜的Li+电导率。该黏土矿物超亲电解液隔膜对聚硫化物穿梭具有明显的抑制作用，同时具有较高的Li+电导率、快速的Li+转移、超亲电解液性和较高的热稳定性。

　　将其应用于锂硫电池时，在循环稳定性、倍率性能和抑制自放电等方面均表现优异。此外，该隔膜具有较好的普适性，可通过简单的涂覆法制备，在LiFePO4和锂硫电池中均表现出了优异的性能。

　　锂硫电池电解液材料发展空间大

　　就中国目前锂硫电池电解液市场而言，准入门槛并不高，但是隐形的技术是有壁垒的，而随着关键原材料的国产化，目前电解液的成本也随之进一步降低，日韩企业也开始将制造工厂往国内转移，相信在不久的将来，中国的电解液将会走出国门，走向世界。

　　总结：锂硫电池实验室规模的研究开展较多,电解液研究对于获得高性能锂硫电池具有重要价值。相信未来锂硫电池能够解决其缺陷，大量运用于大规模的产业化发展。