中國聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)鋰硫電池?zé)崾Э氐脑?/h1>

時間：2022-12-14 18:51  |  責(zé)任編輯：葉子琪  |  來源: 蓋世汽車  |  關(guān)鍵詞：  |  閱讀量：16413  |  

據(jù)國外媒體報道，由太原理工大學(xué)，清華大學(xué)和東南大學(xué)研究人員組成的研究團隊系統(tǒng)分析了鋰硫柔性電池的熱安全性，重點研究了導(dǎo)致鋰硫電池在多次充放電循環(huán)后溫度升高的放熱反應(yīng)該研究有助于了解鋰硫電池的熱行為，為這類電池提供更安全，更實用的應(yīng)用途徑

鋰電池，尤其是鋰硫電池，因其理論比能量密度高，成本低，環(huán)境友好而備受關(guān)注由于其高能量密度，鋰金屬電池有望用于電動汽車和高端便攜式設(shè)備

可是，在鋰硫電池實際應(yīng)用之前，仍有許多問題需要解決，如中間體多硫化鋰在正負極之間的穿梭效應(yīng)，硫的固有絕緣特性以及鋰陽極在循環(huán)過程中的枝晶問題。

更重要的是，鋰金屬的高活性還會引起熱安全問題，這已經(jīng)成為鋰硫電池實用化的重要瓶頸東南大學(xué)教授程說，因此，研究導(dǎo)致鋰硫電池多次充放電循環(huán)后溫度急劇異常升高的關(guān)鍵放熱反應(yīng)具有重要意義

研究團隊著手研究深循環(huán)鋰硫柔性電池的熱安全性首先，全面分析了鋰硫電池的熱失控機理，熱失控描述了電池過熱的過程發(fā)現(xiàn)溶解的高階多硫化物與金屬鋰的反應(yīng)是鋰硫軟包裝電池?zé)崾Э氐母?/p>

一個16次循環(huán)的柔性電池表現(xiàn)出很高的安全性，在加速量熱儀測試中從30℃加熱到300℃，但溫度沒有急劇上升相比之下，研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含有額外電解質(zhì)的1周期柔性電池被加熱到147.9℃時，會發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生巨大的熱量

這些電池的各種熱行為歸因于電解質(zhì)的不同粘度電解質(zhì)的高粘度導(dǎo)致在電極和電解質(zhì)之間的界面處的不良溶劑擴散這種不良溶劑的擴散有助于提高高溫下電池組件之間的熱穩(wěn)定性相比之下，具有額外電解質(zhì)的45次循環(huán)柔性電池的熱行為與沒有額外電解質(zhì)的電池的熱行為一致

在添加額外電解液的45次循環(huán)柔性電池研究中，研究團隊觀察到，在加速量熱儀測試中，鋰硫柔性電池45次循環(huán)后的最高溫升速率僅為1.72 C·min—1，其最高溫度僅為304.0 C，而添加額外電解液的16次循環(huán)鋰硫電池的最高溫度分別為162.4 C·s—1和436 C電池的各種熱行為可歸因于循環(huán)電解液中不同的多硫化物

程教授說:我們發(fā)現(xiàn)枝晶鋰與溶解的高階多硫化物之間會發(fā)生強烈的放熱反應(yīng)，導(dǎo)致深循環(huán)鋰硫柔性電池溫度急劇異常升高因此，從安全角度考慮，必須抑制鋰硫電池的多硫化物穿梭

通過研究，團隊系統(tǒng)地揭示了鋰硫柔性電池的熱失控機理程教授說:制定有效的策略來抑制鋰硫電池中不良的多硫化物穿梭和枝晶生長是非常重要的當(dāng)鋰硫電池中的多硫化物穿梭和枝晶生長被完全抑制時，鋰硫電池的熱安全性就可以大大提高

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