鋰硫電池的工作原理是什麼
鋰硫電池是鋰電池的一種,具有價格低廉、環境友好等特點。那麼鋰硫電池的工作原理是什麼?
1、鋰硫電池正極為硫或含硫材料,負極為鋰。平均電壓2.1V,理論上鋰硫體系(Li-S)具有1672mAh/g的比容量,2600Wh/kg的能量密度,是傳統商業化以LiCo02為正極的鋰離子電池(理論比容量273.8mAh/g,能量密度360Wh/kg)7倍左右。相比普通鋰離子電池,鋰硫電池的放電本質不是簡單的鋰離子脱嵌,而是伴隨着大量中間產物的氧化還原過程。
2、鋰硫放電電池放電過程中,單質硫從環狀S8開環與Li反應,由長鏈Li2S8向短鏈Li2S轉化的過程中伴隨着兩個明顯的放電平台,高電勢放電平台為2.45V-2.1V,該過程可認為大量S8向S42-轉化,而低電勢放電則為2.1V1.7V,此過程為大量S42-轉化為S22-與S2-。另一方面,不同的轉化程度也對應着不同的電容量。放電反應方程如下。
3、正極:S8+16Li+e-→8Li2S。
4、負極:Li→Li++e-。
5、總反應:2Li+nS→Li2Sn→Li2S。
6、普通鋰離子電池是單電子脱嵌,鋰硫電池是8電子氧化還原,因而有7-8倍的理論容量和能量密度。與傳統鋰離子電池相似,鋰硫電池由正極,負極,隔膜,電解質和隔膜組成。因此鋰硫電池被認為是目前最有希望替代傳統鋰離子電池,成為新一代的儲能設備的新能源。
以上的就是關於鋰硫電池的工作原理是什麼的內容介紹了。
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