鋰硫電池優(yōu)缺點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：鋰硫電池除了能量密度非常高外，還具有一些其他的優(yōu)點(diǎn)，一方面，其生產(chǎn)成本比較低。由于鋰硫電池主要采用硫和鋰作為生產(chǎn)原材料，生產(chǎn)成本相對(duì)較低；另一方面，鋰硫電池在使用后低毒，并且回收利用的能耗較小。

　　缺點(diǎn)：鋰硫電池最大的劣勢在于其循環(huán)利用次數(shù)比較低。因?yàn)榱蚧?a href="http://www.xsypw.cn/article/zt/" target="_blank">聚合物具有穩(wěn)定性比較差的特性，所以當(dāng)前鋰硫電池的循環(huán)利用次數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通的磷酸鐵鋰電池，這就極大的增加了鋰硫電池的使用成本。

　　鋰硫電池電極材料

　　造紙工業(yè)一種很常見的副產(chǎn)品：木質(zhì)磺酸鹽，已被壬色列理工學(xué)院科學(xué)家證明可做為鋰硫電池的低成本電極材料，目前研究小組創(chuàng)建了一款手表鋰硫電池原型，下一個(gè)工作將試著擴(kuò)大原型。

　　鋰硫電池能量密度至少是鋰離子電池的兩倍之多，因此盡管可充電鋰離子電池是市場當(dāng)紅炸子雞，科學(xué)家還是對(duì)鋰硫電池的開發(fā)產(chǎn)生濃厚興趣。

　　可充電電池主要由兩個(gè)電極、電極間的液體電解質(zhì)以及隔離膜組成，鋰硫電池的陰極由硫碳基質(zhì)構(gòu)成，陽極使用鋰金屬氧化物。在元素形式中，硫是不導(dǎo)電的，但當(dāng)硫在高溫下與碳結(jié)合時(shí)會(huì)變得高度導(dǎo)電，因此被看好應(yīng)用于新型電池技術(shù)中。

　　然而，鋰硫電池的一大挑戰(zhàn)是硫很容易溶解到電池電解質(zhì)中，導(dǎo)致兩側(cè)電極在循環(huán)僅僅幾個(gè)周期后就惡化，盡管科學(xué)家試圖使用不同形式的碳如：納米碳管、復(fù)雜的碳泡沫等將硫穩(wěn)在適當(dāng)位置，但成效有限。

　　壬色列理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在找到一種簡單方法，可以從單一原材料中創(chuàng)造出最佳的硫基陰極，他們將造紙工業(yè)的主要副產(chǎn)品木質(zhì)磺酸鹽進(jìn)行干燥處理，然后放到石英爐管中加熱至700℃，于高熱之下驅(qū)除大部分硫氣，但留下一些多硫化物（硫原子鏈），可深度嵌入活性碳基質(zhì)中。

　　研究人員重復(fù)加熱過程好讓適量硫嵌入碳基質(zhì)中，接著將材料研磨并與惰性聚合物黏合劑混合，于鋁箔上形成陰極涂層，證實(shí)可以用這種廉價(jià)、豐富的造紙衍生物質(zhì)來建構(gòu)鋰硫電池。

　　目前團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款鋰硫電池原型，規(guī)格為手表電池，可循環(huán)充放電約200次。下一步工作是擴(kuò)大原型，以顯著提高放電率和電池循環(huán)壽命，使電池有機(jī)會(huì)為大型數(shù)據(jù)中心供電、微電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)提供更便宜的能源存儲(chǔ)選項(xiàng)。

　　鋰硫電池未來展望

　　過近10 年研究者不斷地探索，人們對(duì)這一體系的認(rèn)識(shí)逐漸深入。在對(duì)電極反應(yīng)過程條分縷析的基礎(chǔ)上，復(fù)雜的硫反應(yīng)機(jī)理也日漸清晰，這些基礎(chǔ)性的工作，為我們根據(jù)需要設(shè)計(jì)具有優(yōu)異電化學(xué)性能的活性材料和電極結(jié)構(gòu)提供了指導(dǎo)。也需要指出，在基礎(chǔ)研究方面仍有許多工作要做，如電極界面?zhèn)髻|(zhì)/ 傳荷機(jī)制、反應(yīng)中間體的性質(zhì)、速率控制步驟等。硫材料是鋰硫電池成功的關(guān)鍵，除需繼續(xù)深入研究如何提高其能量密度、功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性外，探索新的硫材料的電極反應(yīng)和電極存在狀態(tài)將是十分有意義的工作。電解液組成對(duì)鋰硫電池性能也有顯著的影響，繼續(xù)尋找合適的電解液成分和配比，開發(fā)特殊環(huán)境下使用的功能電解液將極大推動(dòng)鋰硫電池實(shí)用化進(jìn)程。還有就是要重視整個(gè)電池體系的系統(tǒng)研究，尤其是正負(fù)極間的相互作用，對(duì)鋰硫電池而言，這是比較突出的一個(gè)問題。