Wat zijn de voor- en nadelen van een lithiumzwavelbatterij?

Lithiumzwavelbatterij is een soort lithiumbatterij, die zich sinds 2013 nog in de wetenschappelijke onderzoeksfase bevindt. Lithiumzwavelbatterij is een soort lithiumbatterij met zwavel als positieve elektrode en metaallithium als negatieve elektrode. De elementaire zwavel is overvloedig aanwezig in de aarde en heeft de kenmerken van een lage prijs en milieuvriendelijkheid. De theoretische specifieke capaciteit van een lithiumzwavelbatterij die zwavel als kathodemateriaal gebruikt, en de theoretische specifieke energie van de batterij zijn hoger en bereiken respectievelijk 1675 m Ah/g en 2600 Wh/kg, wat veel hoger is dan de capaciteit van een lithiumkobalaatbatterij die veel in de handel wordt gebruikt ( <150 mAh/g). Bovendien is zwavel een milieuvriendelijk element, dat in principe het milieu niet vervuilt. Het is een veelbelovende lithiumbatterij. Wat zijn de voor- en nadelen van een lithiumzwavelbatterij? Hoe werkt de lithiumzwavelbatterij?

Wat zijn de voor- en nadelen van een lithiumzwavelbatterij?

Naast de zeer hoge energiedichtheid heeft de lithiumzwavelbatterij nog enkele andere voordelen. Enerzijds zijn de productiekosten relatief laag. Omdat de lithiumzwavelbatterij voornamelijk zwavel en lithium als productiegrondstoffen gebruikt, zijn de productiekosten relatief laag; Aan de andere kant zijn lithiumzwavelbatterijen na gebruik weinig giftig en is het energieverbruik voor recycling klein.

Lithiumzwavelbatterijen hebben drie hoofdproblemen: 1. Lithiumpolysulfideverbindingen zijn oplosbaar in elektrolyt; 2. Als niet-geleidend materiaal heeft zwavel een zeer slechte geleidbaarheid, wat niet bevorderlijk is voor de hoge prestaties van de batterij; 3. Tijdens het laad- en ontlaadproces zet het zwavelvolume sterk uit en krimpt het sterk, wat tot schade aan de batterij kan leiden. Het grootste nadeel van een lithiumzwavelbatterij zijn de lage recyclingtijden. Vanwege de slechte stabiliteit van gezwaveld polymeer zijn de huidige cyclustijden van een lithiumzwavelbatterij veel lager dan die van een gewone lithium-ijzerfosfaatbatterij, wat de gebruikskosten van een lithiumzwavelbatterij aanzienlijk verhoogt.