锂硫电池的问题

单质硫的电子电导率和离子电导率较差，硫材料在室温下的电导率极低（5.0×10-30S·cm-1）。反应的最终产物Li2S2和Li2S也是电子绝缘体，不利于电池的高倍率性能。

锂硫电池的中间放电产物会溶解到有机电解液中，增加电解液的粘度，降低离子电导率。多硫化物离子可以在正负电极之间迁移，造成活性物质的损失和电能的浪费（穿梭效应）。溶解的多硫化物穿过隔膜扩散到负极，与负极发生反应，破坏负极的固体电解质界面膜（SEI膜）。

锂硫电池的最终放电产物Li2Sn(n=1~2)具有电子绝缘性，不溶于电解质，沉积在导电骨架表面。部分硫化锂脱离导电骨架，无法通过可逆充电过程反应生成硫或高阶多硫化物，导致容量大幅下降。

 

硫和硫化锂的密度分别为 2.07 和 1.66 g cm-3，在充放电过程中体积膨胀/收缩高达 79%。这种膨胀会导致正极的形态和结构发生变化，导致硫从导电骨架上脱离，从而导致容量衰减。这种体积效应在纽扣电池下并不显着，但在大电池中会被放大，导致容量明显衰减，进而可能导致电池损坏，巨大的体积变化会破坏电极结构。

为了解决这些问题，科学家们正在尝试多种方法，下面介绍通过改变锂硫电池正负极材料来优化电池性能的方法。

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本文由日本NEC锂电池中国营销中心于2023-04-11 09:58:43 整理发布。
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