一组研究人员对锂 - 硫囊细胞中的热安全进行了严格的检查。研究人员将研究集中在导致锂 - 硫硫电池温度后的放热事件上，此后多次电荷 - 退化循环升高。
高阶多硫化物而不是低阶多硫化物和树突状的LI之间的剧烈放热反应将循环的Li – S Pouch细胞推入热失去。图片来源：台湾技术大学的Fengni Jiang
他们的研究促进了对锂 - 硫硫电池的热行为的理解，并为更安全，更实用的应用指向了道路。
2022年12月8日，研究人员在杂志上发表了他们的研究颗粒。
锂金属电池，尤其是锂 - 硫磺电池，由于其高理论特定的能量密度，低成本和环境友好性，引起了人们的兴趣。这些电池有可能在电动汽车和高端便携式小工具中使用，因为它们的高能密度。
但是，在实用应用中可以使用锂 - 硫硫电池之前，必须克服几个障碍。中间锂多硫化物在阳极和阴极之间的“穿梭效应”，硫的内在绝缘特性以及对锂阳极对周期的树突状关注。
更重要的是，高度活跃的锂金属引起的热安全关注是用于实际用途锂 - 硫硫电池的关键瓶颈。
因此，重要的是研究关键的放热反应，这导致了几次电荷分离循环后锂硫电池的急剧和异常温度升高。
东南大学教授Xin-Bing Cheng
结果，研究人员决定研究彻底循环的锂 - 硫袋细胞的热安全性。他们深入研究了锂 - 硫硫电池的热失控机制。热失控是电池过热的过程。他们发现，锂 - 硫囊细胞中的热失控是由溶解的高阶多硫化物和锂金属之间的相互作用引起的。
在加速速率量热测试期间，一个16周期的小袋细胞显示出非常安全的安全性，从30到300°C的加热，而温度升高显着升高。相比之下，科学家发现，将16个周期小袋的电池加热至147.9°C会引起强烈的放热反应并产生巨大的热量。
这些电池的不同热行为与电解质的可变粘度有关。电解质的高粘度导致电极 - 电解质界面处的溶剂运输差。这种不良的溶剂扩散有助于在高温下提高电池组件的热稳定性。
另一方面，带有其他电解质的45个周期袋细胞的热行为与没有其他电解质的细胞的热行为与细胞的热行为一致。
该小组发现，在加速速率量热测试中，锂–硫囊池的最高温度速率仅为1.72°C min-1它的最高温度仅为304.0°C，而具有附加电解质的16周期锂硫细胞的数量为162.4°C S-1和436°C。循环电解质中的多种多硫化物物种负责电池的不同热特性。
我们发现树突状锂与溶解高阶多硫化物之间的强烈放热反应，而不是低阶多硫化物驱动深度循环的锂硫囊细胞的急剧和异常温度升高。因此，从安全角度来看，必须抑制锂硫电池的多硫化物班车。
东南大学教授Xin-Bing Cheng
该团队的研究有条不紊地揭示了循环锂 - 硫袋细胞的热失控机制。
重要的是制定有效的策略来抑制Li-S电池中不良的多硫化物航天飞机和树突生长。一旦完全抑制了锂 - 硫硫磺电池中的多硫化物航天飞机和树突生长，就可以大大改善锂硫电池的热安全性。
东南大学教授Xin-Bing Cheng
研究小组包括冯·江（Feng-ni Jiang）（台湾技术大学和Tsinghua大学）；Shi-jie Yang，Zi-Xian Chen，Hong Yuan和Jia-Qi Huang（北京理工学院）；他刘（北京技术学院和南京信息科学技术大学）；欧洲杯线上买球Lei Liu（台湾技术大学）；Xin-Bing Cheng（东南大学）；和Qiang Zhang（Tsinghua University）。
这项研究得到了国家关键研究与发展计划，中国国家自然科学基金会，北京市政自然科学基金会，江苏省的自然科学基金会以及中央大学的基本研究资金的财务支持。欧洲杯线上买球
来源：https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/journal/particuology