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鋰硫電池原理
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鋰硫電池的工作原理具體是啥？和鋰離子電池原理類似嗎？ 放電時(shí)，負(fù)極鋰失去電子變成Li+離子，然后Li+以及電解質(zhì)中的Li+通過(guò)電解質(zhì)擴(kuò)散到正極S，同時(shí)正極S和得到的電子以及Li+反應(yīng)生成LiS8多S化學(xué)物，多S化學(xué)物容易溶解到電解質(zhì)，并與電解質(zhì)中的Li+反應(yīng)生成LiS2或者Li2S2？這些沉淀物L(fēng)iS2或者Li2S2會(huì)沉淀在哪呢？正極上or負(fù)極上or電解質(zhì)中？ 充電時(shí)，陰極LI+被還原成LI?陽(yáng)極LiS2或者Li2S2還原成S？那LiS2或者Li2S2種的Li+通過(guò)電解質(zhì)擴(kuò)散到陰極被還原？ 剛接觸鋰硫電池，不是很懂，不知道我上述原理有啥問(wèn)題？請(qǐng)求專家不吝賜教啊，同時(shí)詳細(xì)給俺講解充放電時(shí)電池三部分的物質(zhì)變化和化學(xué)反應(yīng)啊？謝謝 非常感謝啊 |
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 鋰電 |
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sea207720
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與普通鋰離子電池中鋰離子在電極材料中脫嵌的機(jī)理不同，鋰硫二次電池的放電過(guò)程是不同價(jià)態(tài)的聚硫離子（Sn2-，1≤n≤8）轉(zhuǎn)化的多步電極反應(yīng)。 典型的鋰硫電池放電曲線由兩個(gè)平臺(tái)組成，。在第一個(gè)放電平臺(tái)(2.4-2.1V)，元素硫被還原成可溶性的聚硫鋰并且聚硫鋰進(jìn)一步被還原；在第二個(gè)放電平臺(tái)(2.1-1.5V)，可溶性聚硫鋰被還原形成不均勻的硫化鋰層覆蓋在碳骨架上。 在高電壓平臺(tái)每個(gè)硫原子接受 0.5 個(gè)電子可以將起始正極材料環(huán)狀 S8分子還原成 Li2S4。 實(shí)際放電過(guò)程在此點(diǎn)（Li2S 和 Li2S2的混合物，未完全反應(yīng)生成 Li2S）終止是因?yàn)?Li2S2在電解液中的低溶解度和緩慢的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)。每個(gè)硫原子接受 0.5 個(gè)電子也可以解釋為低放電平臺(tái)的硫由 x<4 的聚硫離子 Sx2-組成 鋰電極放電反應(yīng)：Li → Li++ e 硫電極放電反應(yīng)：S8+ Li+ + e → Li2Sn（3≤n≤7） Li2Sn+ Li++ e → Li2S + Li2S2 鋰電極充電反應(yīng)：Li+ + e → Li 硫電極充電反應(yīng)：Li2S + Li2S2→ S8+ Sm2-（6≤m≤7）+ Li++ e |
2樓2013-07-03 09:49:24
sea207720
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電解質(zhì)中有木有含硫的物質(zhì)我不是很清楚，但是我想應(yīng)該沒(méi)有，因?yàn)榇蠖鄶?shù)含硫的都是不導(dǎo)電的，正極反應(yīng)生成的多硫化物易溶解于電解液中而損失，這進(jìn)一步降低電池循環(huán)放電穩(wěn)定性。 當(dāng)前主要還是通過(guò)復(fù)合來(lái)提高其性能，比如說(shuō)硫/活性炭復(fù)合材料，通過(guò)活性炭微孔對(duì)納米硫顆粒的吸附作用抑制多硫化物在電解液中的溶解，改善硫電極的循環(huán)放電性能。 |
9樓2013-07-03 16:39:28
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我寫的那個(gè)反應(yīng)式子已經(jīng)很明顯了，就是氧化還原的一個(gè)過(guò)程。 鋰硫電池放電比容量低和循環(huán)充放穩(wěn)定性差的原因是硫正極中活 性物質(zhì)的溶解和硫正極在充放電過(guò)程中的鈍化是硫正極電化學(xué)性能差的 原因，正極反應(yīng)產(chǎn)物為絕緣物質(zhì)且難溶解于電解液中，它們?cè)诹蛘龢O表面淀積是造成其鈍化的原因。 對(duì)于放電時(shí)指單質(zhì)硫，不僅僅是S8 單質(zhì)硫及硫正極放電時(shí)硫還原生成的 Li2Sn（3≤n≤7）易溶解于有機(jī)電解液中，這造成正極反應(yīng)物質(zhì)損失，導(dǎo)致正極放電比容量逐漸下降。并且，硫正極放電產(chǎn)物 Li2S2和 Li2S 為絕緣物質(zhì)，它們會(huì)降低正極導(dǎo)電性，減小活性物質(zhì)利用率和正極放電比容量。 至于你現(xiàn)在存在的問(wèn)題，建議多看看文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)  |
7樓2013-07-03 16:04:30
8樓2013-07-03 16:23:50
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