Top:全固态电解质Li-S电池在滥用条件下的热失控行为。下图:电极间的交叉反应对引发锂硫电池热失控的决定性作用。鸣谢:黄狼锂硫(Li-S)电池因其巨大的能量容量而在储能系统中具有巨大的应用潜力。然而，与它们的热行为相关的安全问题仍然是科学家们关注的问题。现在，由中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员领导的一个研究小组揭示了锂硫电池的热失控路线，这可能有助于解决下一代电池的安全问题。
这项研究发表在3月14日的《焦耳》杂志上。
“Li-S电池的安全问题之一是热失控，这是一种电池开始不受控制地过热的现象。随着电池温度的升高，电解质可能被点燃，可能导致火灾，”QIBEBT助理教授兼该研究的主要作者黄朗说。
研究小组着手调查大型袋状锂电池的安全特性。特别是，他们研究了无机全固态电解质，因为它们具有高的热稳定性，这可能为克服安全问题提供了一种策略。然后他们分析了袋状电池的热失控行为。
结果表明，即使全固态电解质也不能阻止锂硫电池在高温下发生的热失控。这种理解将有利于科学家寻找制造更安全的下一代锂硫电池的方法。
研究小组从材料方面研究了锂硫电池的热特性。他们从整个袋状细胞开始，一直到电极水平。
他们发现锂硫电池的放热链式反应最初是由与电解质反应的硫阴极衍生物引发的。该反应随后随着锂金属阳极与电解质或阴极活性物质反应而加速。随着硫阴极和锂金属阳极熔化，它们在高温下迁移并发生交叉反应，对电池的热失控行为起着决定性作用。
研究表明，使用具有不同热稳定性的电解质(包括无机全固态电解质)的组装锂硫电池都经历了快速热失控，因为当硫阴极和锂阳极熔化时会发生不可避免的短路。
QIBEBT教授崔光磊表示:“深入描绘的热失控路线将为构建安全性能更高的下一代锂硫电池的前进道路带来新的曙光。”
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