随着当今科学技术的飞速发展,越来越多的产品需要能量供应,从而产生了储能电池,例如可以看到的锂离子二次电池,那么什么是锂离子二次电池?随着电动汽车和移动电子产品的发展,社会对储能和转换提出了更高的要求。
在锂离子电池之后,高能量密度,高速率充电和放电以及高循环稳定性已成为可再充电电池的要求。
锂硫电池凭借其高能量密度(2600 Whkg-1),经济和环保及其他优势,已成为下一代能量存储系统的候选者。
然而,诸如元素硫和硫化锂的不导电性,多硫化锂中间产物的穿梭效应以及充电和放电期间的体积变化之类的问题降低了锂硫电池的利用率,导致容量迅速下降并阻碍了其发展。
商业化。
锂离子二次电池。
锂离子二次电池通常包括电极组件,用于容纳电极组件的容器和电解质。
电极组件包括两个极性相反的电极和一个隔板。
隔板包括含有陶瓷颗粒簇的多孔膜。
多孔膜是通过使粒子簇与粘合剂结合而形成的。
通过烧结或通过溶解和重结晶全部或部分陶瓷颗粒来形成每个颗粒簇。
陶瓷颗粒包括具有带隙的陶瓷材料。
每个颗粒簇可以具有一串葡萄的形状或薄层,并且可以通过层压薄片或薄片形状的陶瓷颗粒而形成。
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的研究员张跃刚和林洪珍的团队,从纳米材料的结构设计和表面功能化,制备了不同的活性纳米催化剂复合材料,并选择了原位光谱法和纳米技术。
研究它们的相关机制。
研究人员优化和调节了三维石墨烯的孔结构和官能团,以实现对可溶性多硫化物的强烈物理和化学吸附(Power Sources,2016,321,193);使用原位化学聚合,以增强三维石墨烯/碳纳米管复合纳米材料的结构稳定性,并实现高面积负载(10.2 mgcm-2)硫阴极的长寿命稳定循环(图1) (Nano Energy,2017,40,390)。
同时,研究发现仅依靠物理和化学吸附来抑制穿梭效应是有局限性的,不能满足电池的快速充放电特性。
从结构的角度来看,二次电池在放电过程中会在电极体积和结构之间发生可逆变化,而一次电池的内部则要简单得多,因为它不需要安排这些可逆变化。
一次电池的质量比容量和体积比容量比普通可充电电池大,但是内阻比二次电池大得多,因此负载容量较低。
一次电池的自放电远小于二次电池的自放电。
电池只能放电一次,例如,碱性电池和碳电池属于此类,二次电池可以重复回收。
二次电池比一次电池对环境更友好。
一旦使用了电池,必须将其丢弃,并且可重复使用充电电池。
符合国家标准的下一代可充电电池通常可以重复使用1000次以上。
也就是说,可再充电电池产生的废物少于一次电池的1/1000。
无论是从减少废物的角度还是从资源利用和经济的角度考虑,二次电池的优势都非常显着。
一次电池的内部电阻远大于二次电池,并且其高功率放流功能不如二次电池。
在低电流和间歇放电的条件下,一次电池的质量比容量大于普通二次电池的质量比容量,但是当放电电流大于800mAh时,一次电池的容量优势将大大降低。
尽管有锂离子二次电池,但是当前技术不足以确保人类的所有操作。
这就要求我们保护能量,从我们自己开始,从零开始,