钜大LARGE | 点击量：1058次 | 2021年04月23日
影响锂硫电池化学动力性能重要因素是什么？
锂硫（Li-S）电池因高理论比容量、能量密度以及低成本等优势而备受关注。但充放电过程中间产物多硫化锂的溶解引起穿梭效应，严重限制了其实际应用。
科研人员通过对转化动力学性能的研究，发现制备的金属钴基化合物表现出完全不同的电化学动力学行为。
DFT模拟结果以及同时电荷差分密度分析表明，通过尝试关联不同钴基化合物的阴离子价带的p能带中心位置与多硫化合物电化学转化的动力学性能，发现改变阴离子价电子的p能带中心相对费米能级的位置，能够有效调控界面电子转移反应动力学，从而成为影响Li-S化学动力学性能的重要因素。这一成果将为Li-S电池应用研发起到指导用途。（1）固态化
为了防止锂离子电池电解液发生漏液、燃烧、爆炸等安全性问题，电解质材料正在向固态化发展，重要研究的方向有无机固体电解质、固态聚合物电解质、固-液复合电解质。
（2）新型溶剂体系
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
腈类、砜类溶剂与石墨负极的相容性不如常用的碳酸酯类溶剂，目前研究的重要方向是降低新型溶剂体系的成本、提高与现有负极材料的相容性。
（3）高电压电解液
高电压电解液的重要研究方向是同步提高正极材料与电解液的电压水平。
四、锂离子电池隔膜材料
隔膜成本约占电池成本的20%，是电池材料的重要组成部分，重要用途是将电池的正、负极隔离，保证电池安全、实现充放电功能，重要要求是绝缘性要好。隔膜作为高分子功能材料，发展前景广阔、附加值高、成本低、效益前景可观。国内隔膜生产公司重要有星源电子科技(深圳)有限公司、北京泰和中科科技有限公司、佛山市金辉高科光电材料有限公司、重庆明珠塑料有限公司、河南义腾新能源科技有限公司、南通天丰电子新材料有限公司。
1.重要的隔膜材料
为了便于气体扩散，应选择透气性好且薄的锂离子动力锂电池隔膜材料，一般为聚烯烃类微孔薄膜材料，包括聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜及2种材质的双层或3层复合膜，薄膜厚度约为10～20μm。隔膜的研究方向重要集中在提高强度、稳定性和孔隙率等方面。
2.隔膜材料的研发
目前低端隔膜市场产量过剩，但高端隔膜市场与国外产品质量仍有一定差距，存在质量均匀性和稳定性问题，市场供不应求，严重依赖日本、美国等少数几个国家的进口。
3.隔膜材料的发展趋势
（1）表面改性处理
通过涂覆无机陶瓷涂层或有机涂层对隔膜材料表面改性、增强等技术手段提高隔膜物性指标，如穿刺强度、拉伸强度、热收缩率、耐高温、耐高压等。
（2）隔膜材料薄型化
要提高锂离子电池的容量就必须将隔膜向轻薄化方向发展，掌握薄型隔膜生产技术将在未来的竞争中处于有利位置，但这同时对隔膜材料的生产制备、工艺水平提出了更高的要求，要不断进行研发与突破。
