锂硫电池的组成和工作原理

组成及工作原理

硫是一种呈S8环状的黄色固体。锂硫电池的高能量密度和高比容量是由于S8分子中s-s键的断裂和重新结合造成的。目前，锂硫电池的正极数据大多是通过将硫与多孔碳数据、碳纳米管、石墨烯、金属氧化物、导电聚合物等结合得到的，而负极数据则是通过锂片得到的。锂硫电池的电化学反应原理:S8+16Li2→8Li2S。

在放电过程中，金属锂阳极(负极)被氧化形成锂离子和电子。锂离子通过电解液向阴极移动，电子通过外部电路导线到达阴极(正极)。在正极，硫与锂离子和电子反应形成硫化锂。充电的过程正好相反。

从详细的反射过程、放电过程来看，硫第一锂形成了一系列长链中心的硫化锂(S8→)

Li2S8→Li2S6→Li2S4)，该长链物质在醚电解液中简单溶解，长链中剩余的硫占总容量的25%。当剩余的硫进一步岩化时，溶解的长链多硫化物分解为短链硫化物(Li2S4→Li2S2→Li2S)。硫化锂的溶解度不足，形成一些固体物质沉积在电极上。在这个过程中，硫占硫总量的75%。总而言之，随着放电过程的进行，锂硫电池内部的原料，经过固-液-固三种条件的转化，而传统的锂离子电池在整个放电过程中重要是锂离子的运输是非常不同的。