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殘缺的極品

木蟲 (著名寫手)

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嗯嗯，我實驗室已經(jīng)開始上馬電池研究了。哈哈，老板覺得這課題火，好發(fā)文章，容易出成果，所以開始大張旗鼓開始研究了。每次開組會都覺得我們做的這些不是電池相關(guān)的課題都很菜。嘿嘿，沒辦法。難道電池真的很容易出文章？？

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11樓2015-12-28 19:26:45

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hanpeii

木蟲 (正式寫手)

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12樓2015-12-29 00:20:08

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dililafter

鐵桿木蟲 (著名寫手)

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6樓: Originally posted by Donkeyleeds at 2015-12-28 11:33:40
枝晶是最大的難題，而且就是因為這個原因他爆炸��！
但是假設(shè)�。ㄖ皇羌僭O(shè)），枝晶問題解決了那豈不是就可以使用了？
只有一個難題點為啥沒有人去研究，都在研究鋰離子電池？
...

你剛?cè)腴T吧，枝晶也有人研究的，十八所研發(fā)了一種電解液能阻止鋰原位沉積，防止枝晶生長。寧波材料所也有研究新型的電解液和陶瓷隔膜的，但這不是鋰電研究的主流。因為鋰離子電池的正負(fù)極材料選擇性很多，過去10多年的時間，各種可嵌鋰的材料都研究過，尺度從微米到納米，從單組元到多成分，還有石墨烯這種明星材料的助力，有納米和新能源這兩個概念，想不火都難，那些年的文章基本都是一個樣，傳統(tǒng)材料納米化，測試電池性能與塊體相比，容量提升很多�；蛘吆吞脊堋⑹⿵�(fù)合，改變了導(dǎo)電性或均一性，性能增加很多，幾乎出一個就是一篇文章，好繁榮的。鋰硫和鋰空也算鋰電池，目前還在研究中。

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13樓2015-12-29 08:13:57

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SUN_Aragorn

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鋰空氣電池也是屬于鋰電池的，鋰空氣電池明顯容易發(fā)好文章

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14樓2015-12-29 10:04:44

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moyudi

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Donkeyleeds: 金幣+5 2016-01-04 19:18:28

鋰電池中鋰硫電池和鋰空電池研究的比較熱門，然而鋰硫電池是最有可能商業(yè)化的，鋰空商業(yè)化尚遠(yuǎn)。

一、鋰硫電池的基本工作原理
鋰硫電池是另一種可充放電的金屬鋰電池，截止目前尚處于研階階段。鋰硫電池是以S元素為正極、金屬Li為負(fù)極。放電時負(fù)極Li失去電子變?yōu)長i+，Li+遷移至正極與S單質(zhì)反應(yīng)生成硫化物。鋰硫電池的理論放電電壓為2.287 V，如果按照所有單質(zhì)S均完全反應(yīng)生成Li2S計算硫理論比容量為1675 mAh/g，此外以鋰?yán)碚摫热萘繛?860 mAh/g，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商業(yè)上廣泛應(yīng)用的鈷酸鋰電池的比容量（<1500 mAh/g）。并且，硫是一種對環(huán)境友好的元素，來源廣泛，是一種非常有前景的鋰電池。鋰硫電池充放電過程如下式所示：
正極： 16Li + 16e- → 16Li+ （1）
負(fù)極： S8 + 16e- →8S2-；8S2- + 16Li+ → 8Li2S （2）

圖1 鋰硫電池典型的充放電曲線
硫電極的充電和放電反應(yīng)過程比較復(fù)雜，存在一系列可逆的多硫離子中間產(chǎn)物，其電池的充放電曲線如圖1所示。硫電極的放電過程主要包括兩個步驟，分別對應(yīng)兩個放電平臺。首先是2.4~2.1 V的放電平臺，對應(yīng)著S8的環(huán)狀結(jié)構(gòu)變?yōu)镾n2-（4≤n≤8）離子的鏈狀結(jié)構(gòu)，并與Li+結(jié)合生成Li2Sn；第二個是2.1~1.8 V較長的放電平臺，對應(yīng) Sn2-離子的鏈狀結(jié)構(gòu)變?yōu)镾2-與Li+結(jié)合生成 Li2S，該平臺是鋰硫電池的主要放電區(qū)域。反之充電時硫電極中 Li2S 按此逆過程逐步被氧化為S8并釋放出Li+，Li+回到負(fù)極被還原成金屬Li。
二、鋰硫電池存在的基本問題
負(fù)極金屬Li的穩(wěn)定性問題在鋰硫電池中同樣存在，此外鋰硫電池也存在其它的一些問題：
(1) 受限于硫的本征電子傳輸惰性，鋰硫電池的充放電反應(yīng)產(chǎn)物S與 Li2S都是絕緣體，很難作為正極材料單獨(dú)使用，因此借鑒鋰離子電池的處理方法在電極制備過程中添加大量的導(dǎo)電添加劑炭黑或者復(fù)合另一種高電導(dǎo)率的材料[4-5]。
(2) 此外，由于多硫離子的溶解問題與多硫離子穿梭效應(yīng)，在充放電過程中存在著不同價態(tài)的硫離子，放電初期和充電末期產(chǎn)生的長鏈Li2Sn易溶解于電解液，從而造成較大的可逆容量損失，電池的循環(huán)性受到影響。尤其是充電末期多硫離子Sx2-（4≤x≤8）溶解于電解液后很容易擴(kuò)散至金屬Li負(fù)極一端，并與金屬Li發(fā)生還原反應(yīng)而形成低價態(tài)的Sy2-（4≤y≤x≤8），產(chǎn)物隨后又會擴(kuò)散至正極表面并再度氧化成為Sx2-（4≤x≤8），如此反復(fù)地在正負(fù)極之間穿梭，形成了多硫離子的穿梭效應(yīng)[6-8]。穿梭效應(yīng)使得鋰硫電池充電平臺延長，電池出現(xiàn)過充電現(xiàn)象，因此很多報道中鋰硫電池的充電容量高于放電容量，庫侖效率高于100%。
三、解決辦法
主要的解決方法從電解液和正極材料兩個方面入手。一是電解液方面，主要用醚類的電解液作為電池的電解液，電解液中加入一些添加劑，可以非常有效的緩解鋰多硫化合物的溶解問題。二是正極材料方面，主要是把硫和碳材料復(fù)合，或者把硫和有機(jī)物、無機(jī)物等多孔材料復(fù)合，不僅可以解決硫的不導(dǎo)電和體積膨脹問題，而且這些多孔載體結(jié)構(gòu)可以讓多硫離子盡可能限制在納米結(jié)構(gòu)的孔洞中，進(jìn)而起到抑制多硫離子穿梭效應(yīng)的作用。

1.png

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與其他無關(guān)，與心情有關(guān)

15樓2015-12-29 11:06:54

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韋良帆

16樓2015-12-29 16:51:36

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lkl7907

銅蟲 (小有名氣)

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4樓: Originally posted by nanhai44 at 2015-12-28 11:16:02
不是這個行業(yè)的，我說說我的理解，歡迎來噴。

鋰電池是以金屬鋰作為電極，以電子傳遞產(chǎn)生電流，由于易產(chǎn)生枝晶引起爆炸，所以退出了常見應(yīng)用。
鋰離子電池是以鋰離子的傳遞來完成充放電，主要以鋰摻雜金屬的 ...

你是猴子派來搞笑的嗎？
金屬鋰電池的使用很廣，只是你丫沒用過吧

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17樓2015-12-31 09:35:49

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陽光伏特加

銀蟲 (小有名氣)

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6樓: Originally posted by Donkeyleeds at 2015-12-28 11:33:40
枝晶是最大的難題，而且就是因為這個原因他爆炸�。�
但是假設(shè)�。ㄖ皇羌僭O(shè)），枝晶問題解決了那豈不是就可以使用了？
只有一個難題點為啥沒有人去研究，都在研究鋰離子電池？
...

鋰電池并不是說淘汰了只是它的應(yīng)用領(lǐng)域比較窄如智能電氣儀表高速公路上ETC設(shè)備都是要用到鋰電池國內(nèi)在這方面做得比較好的企業(yè)是惠州億緯鋰能股份有限公司

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世界多美好，我們齊創(chuàng)造�。�！

18樓2015-12-31 10:52:10

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reninhat

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鋰硫也有枝晶問題

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19樓2015-12-31 12:23:07

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ailiuyishi

鐵桿木蟲 (著名寫手)

努力，新的一年

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距離商業(yè)化的路，還有很遠(yuǎn)。

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心在路上！

20樓2016-01-01 14:47:55

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