钜大LARGE | 点击量:1188次 | 2019年09月08日
非活性硫化物抑制锂电池容量损失技术解析
【引言】
现在,可持续发展能源的迫切需要发展和完善大范围的能量储存的能力,例如风能和太阳能等等。电化学储能由于具有无污染,循环效率高,灵活性好等优点,被广泛研究。锂硫电池作为电化学储能的一种,其理论能量密度是2600WhKg-1,因此被人们认为是最有希望成为下一代储能电池之一。然而,该电池还存在着许多的缺陷,例如低电子电导率,多硫化物的沉降,体积效应和自放电等等。另外,还有可溶性含锂聚硫化物的生成降低了电池的性能。人们设计了一种大尺寸的半液流电池来改善电化学性能,然而在循环工程中由于大量的不可溶硫化的物的生成,导致电池的容量急剧下降。
【成果简介】
最近,美国斯坦福大学崔屹教授在Nat.commun.上报道了一种采用添加廉价的硫,并且通过搅拌边加热的方法来激活这种非活性硫化物,从而达到抑制电池容量损失的目的。单电池的容量可达0.9Ah,体积能量密度可达95Wh/L(3MLi2S8),这个数值大概是全钒流电池的4倍。并且在高浓度的Li2S8(5M)体积能量密度可达135Wh/L。该研究首次将活性材料的负载量提高到了0.125g/cm3(约有2gS在单个电池中),并且取得了优异的性能。
【图文导读】
图1:方法示意图
(a)在加热搅拌过程中,非活性硫和硫颗粒的反应示意图;
(b)锂片在反应前后的对比图;
(c)锂片活化前后的对比图;
(d)LPS流电池系统示意图。
图2:非活性硫化物与硫反应
(a)不同反应时间下,非活性硫与金属锂在DOL/DME中发生反应;
(b)锂片在反应前后的对比图;
(c)锂片在反应前后的Raman曲线;
(d)活化后,锂片在5MLPS电解液下的电化学性能;
(e)活化后,锂片在5MLPS电解液下的电压曲线。
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