全固态锂硫电池的性能研究

全固态锂硫电池的性能研究

随着当前能源使用方式的改变，全固态锂硫电池将越来越受到关注。为了提高全固态锂硫电池的性能，必须提高硫的反应性以及复合电极正极的离子电导率。为此，研究了使用P2S5和具有高离子电导率的复合电极作为正极来制备固态电解质。研究结果表明，锂硫电池能够表现出相对较低的活化能以及高的离子电导率。而复合电极正极在1.3mA/cm2和25℃的条件下能够表现出1550mAh/g的极高容量。此外，当使用该正极时，根据当前锂电池的等效结构，通过其放电曲线在电流为1.3mA处的积分以及锂金属负电位计算得到，该电池电平处的质量能量密度和容积能量密度约为540Wh/kg和990Wh/L。该电极的物理密度为2g/cm3。电极所涂覆硒层的厚度和密度约为15μm和2g/cm3。

通过添加LiI和Li1.5PS3.3（具有高P/S比的化合物）使正极的离子电导率大大提高。具有高P/S比的化合物P2S5与具有高离子电导率的化合物组合，不仅可以有效地改善电池性能，而且能够改善其复合电极正极的硫反应性和离子电导率。此外，使用该复合电极正极制备的电池，在实际电流密度下进行100次循环充放电后，仍然显示出优异的循环性能。因此，这种复合电极正极未来应用具有足够的潜力，能够适用于大型蓄电设备和电动汽车。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2016年第329期作者：Nagata H.et al

编译：陈少帅