锂硫电池优缺点_锂硫电池电极材料

　　锂硫电池优缺点

　　优点：锂硫电池除了能量密度非常高外，还具有一些其他的优点，一方面，其生产成本比较低。由于锂硫电池主要采用硫和锂作为生产原材料，生产成本相对较低；另一方面，锂硫电池在使用后低毒，并且回收利用的能耗较小。

　　缺点：锂硫电池最大的劣势在于其循环利用次数比较低。因为硫化聚合物具有稳定性比较差的特性，所以当前锂硫电池的循环利用次数要远远低于普通的磷酸铁锂电池，这就极大的增加了锂硫电池的使用成本。

　　锂硫电池电极材料

　　造纸工业一种很常见的副产品：木质磺酸盐，已被壬色列理工学院科学家证明可做为锂硫电池的低成本电极材料，目前研究小组创建了一款手表锂硫电池原型，下一个工作将试着扩大原型。

　　锂硫电池能量密度至少是锂离子电池的两倍之多，因此尽管可充电锂离子电池是市场当红炸子鸡，科学家还是对锂硫电池的开发产生浓厚兴趣。

　　可充电电池主要由两个电极、电极间的液体电解质以及隔离膜组成，锂硫电池的阴极由硫碳基质构成，阳极使用锂金属氧化物。在元素形式中，硫是不导电的，但当硫在高温下与碳结合时会变得高度导电，因此被看好应用于新型电池技术中。

　　然而，锂硫电池的一大挑战是硫很容易溶解到电池电解质中，导致两侧电极在循环仅仅几个周期后就恶化，尽管科学家试图使用不同形式的碳如：纳米碳管、复杂的碳泡沫等将硫稳在适当位置，但成效有限。

　　壬色列理工学院研究团队现在找到一种简单方法，可以从单一原材料中创造出最佳的硫基阴极，他们将造纸工业的主要副产品木质磺酸盐进行干燥处理，然后放到石英炉管中加热至700℃，于高热之下驱除大部分硫气，但留下一些多硫化物（硫原子链），可深度嵌入活性碳基质中。

　　研究人员重复加热过程好让适量硫嵌入碳基质中，接着将材料研磨并与惰性聚合物黏合剂混合，于铝箔上形成阴极涂层，证实可以用这种廉价、丰富的造纸衍生物质来建构锂硫电池。

　　目前团队设计了一款锂硫电池原型，规格为手表电池，可循环充放电约200次。下一步工作是扩大原型，以显著提高放电率和电池循环寿命，使电池有机会为大型数据中心供电、微电网和传统电网提供更便宜的能源存储选项。

　　锂硫电池未来展望

　　过近10 年研究者不断地探索，人们对这一体系的认识逐渐深入。在对电极反应过程条分缕析的基础上，复杂的硫反应机理也日渐清晰，这些基础性的工作，为我们根据需要设计具有优异电化学性能的活性材料和电极结构提供了指导。也需要指出，在基础研究方面仍有许多工作要做，如电极界面传质/ 传荷机制、反应中间体的性质、速率控制步骤等。硫材料是锂硫电池成功的关键，除需继续深入研究如何提高其能量密度、功率密度、循环稳定性外，探索新的硫材料的电极反应和电极存在状态将是十分有意义的工作。电解液组成对锂硫电池性能也有显着的影响，继续寻找合适的电解液成分和配比，开发特殊环境下使用的功能电解液将极大推动锂硫电池实用化进程。还有就是要重视整个电池体系的系统研究，尤其是正负极间的相互作用，对锂硫电池而言，这是比较突出的一个问题。