新型回轉爐窯制造商
突破更多燒結應用場景
發布時間：2020.08.27
訪問量：3591次
隨著社會生產和全球經濟的快速發展,傳統的不可再生化石能源的消耗量急劇增加,由此引發的全球生態危機和環境污染問題變得日益嚴重,研究和開發可再生清潔能源來代替不可再生的化石能源成為一個亟待解決的重大課題。由于風能、太陽能等新能源存在周期性和間隙性等特點,作為電能儲存設備的二次電池已成為可再生能源中的研究熱點。鋰離子電池作為二次電池的代表,在智能手機和筆記本電能等便攜式電子設備中得到了廣泛的應用。要實現混合動力汽車(HEVs)到全電動汽車(EVs)的發展,關鍵在于研發出能量密度高、比容量大、耐用性好、成本低的電能儲存體系。
然而,目前鋰離子電池的能量密度和循環穩定性并不能滿足先進交通工具和便攜式電子設備的發展要求。在各種類型的可充電電池中,鋰硫電池
?因其極高的理論比容量(1675mAh/g)和理論能量密度(2600Wh/kg)而引起廣泛的關注[6-9]。此外,單質硫具備儲備豐富、價格低廉、無毒無污染等優勢,使得鋰硫電池在高能量密度的設備中具有潛在的應用價值,因此探索含硫基復合材料的鋰硫電池符合未來二次電池的發展要求。
盡管鋰硫電池在理論上具有極高比容量和能量密度,但在實際使用中依然存在如下問題。第一,硫的導電性很差,常溫下的電導率僅為5.0×10-30S/cm,且還原產物Li2S2和Li2S屬于絕緣體。第二,在充電過程中形成的中間產物(Li2Sn,3≤n≤8)易溶于有機電解液中,溶解的多硫化物會跨膜遷移到負極與Li反應,后續遷移的高階多硫化物會和負極表面的硫化鋰反應形成低階多硫化物,硫材料在正負極之間形成的穿梭效應破壞了負極的固體電解質界面膜(SEI膜),造成了額外的化學反應和傳遞過程耦合;此外,不溶的Li2S2和Li2S則會沉積在電池的正負極,導致活性物質的損失。第三,硫和硫化鋰的密度分別為2.07g/cm3和1.66g/cm3,鋰硫電池的正極在充放電過程中會有79%的體積發生膨脹與收縮變化,這種體積效應導致正極形貌和結構的改變,導致硫與導電骨架的脫離,從而造成容量的衰減;這種體積效應在紐扣電池下不顯著,但在大型電池中體積效應會放大,會產生顯著的容量衰減。第四,鋰硫電池使用金屬鋰作為負極,除了金屬鋰自身的高活性,金屬鋰負極在充放電過程會發生體積變化,并容易形成枝晶。因此,提高鋰硫電池硫基正極材料的結構穩定性和電化學性能成為研究的主要內容。對于硫正極材料的改性,主要是將單質硫與具有特定結構及良好導電性能的基質材料復合制備出高性能的硫基復合正極材料。
采用的基質材料一般具有以下3個功能:(1)具備良好的導電性;(2)能使單質硫均勻分布,并提高其利用率;(3)能抑制硫及其多硫化物的溶解。碳質材料具有優異的力學、電學、導熱性能,可調的孔結構以及豐富的表面特性。通過碳質材料的引入可使硫電極的電導率大幅提高,由于碳的吸附性質,也可以有效地限制中間產物多硫化物溶解于電解質,改善鋰硫電池的電化學性能。碳質材料和硫高效復合得到的碳硫復合正極中,納米碳質材料可形成高效的正極導電骨架結構,從而很大程度上克服硫、硫化鋰低電導率等問題;利用納米碳質材料的獨特孔結構也可調變多硫化物的溶解、遷移和穿梭,減少活性材料的流失。因此鳳谷鋰電材料實驗窯的技術項目部分別從一維碳、二維碳、三維碳這3個方面入手,深入分析了多種含硫正極材料的設計思路和充放電性能,并討論了用于鋰硫電池的碳質材料的發展前景和研究方向。
相關產品
相關新聞
掃描一下，關注我們
| 安远县 | 佛坪县 | 西宁市 | 潮安县 | 织金县 | 新郑市 |
全站導航
試驗回轉窯
電話咨詢