锂硫电池自放电特性的研究
《ZIF-9金属有机骨架材料衍生多孔碳材料的制备及其在锂硫电池中的应用》范文
《ZIF-9金属有机骨架材料衍生多孔碳材料的制备及其在锂硫电池中的应用》篇一一、引言随着能源需求的增长和环境保护意识的提高，开发高效、环保的能源存储技术已成为研究的热点。
锂硫（Li-S）电池因具有高能量密度、低自放电率和环保性等优点，而成为下一代电池的重要候选者。
然而，Li-S电池的商业化进程仍面临许多挑战，如硫正极的导电性差、充放电过程中体积效应和穿梭效应等。
针对这些问题，研究者们正积极寻找改善方法，其中之一就是利用多孔碳材料作为硫的载体。
本文将详细介绍ZIF-9金属有机骨架材料衍生多孔碳材料的制备方法及其在Li-S电池中的应用。
二、ZIF-9金属有机骨架材料衍生多孔碳材料的制备1. 合成过程首先，需要合成ZIF-9金属有机骨架材料。
ZIF-9是一种由锌离子和有机配体组成的金属有机骨架（MOF）材料，具有高度多孔的结构和良好的化学稳定性。
合成过程中，将锌盐和有机配体在适当的溶剂中混合，通过调节pH值和温度等条件，使二者发生配位反应，生成ZIF-9。
然后，通过热解ZIF-9来制备多孔碳材料。
将ZIF-9在惰性气氛下进行高温热解，使有机配体发生热解反应，生成多孔碳材料。
在热解过程中，金属锌作为模板被蒸发，从而在碳材料中留下丰富的孔隙。
2. 制备工艺参数优化为了获得最佳的多孔碳材料，需要优化制备过程中的工艺参数。
例如，热解温度、热解时间和气氛等都会影响碳材料的结构和性能。
通过调整这些参数，可以获得具有不同孔径分布、比表面积和电导率的碳材料。
三、多孔碳材料在锂硫电池中的应用1. 硫的负载与复合将硫负载在多孔碳材料上，可以有效地提高硫的导电性和利用率。
通过控制硫的负载量、粒径和分布等参数，可以优化硫正极的性能。
同时，多孔碳材料还可以缓解硫在充放电过程中的体积效应，提高电池的循环稳定性。
2. 电池性能分析将负载了硫的多孔碳材料作为正极，与锂金属负极配对，组装成Li-S电池。
通过测试电池的充放电性能、循环稳定性和倍率性能等指标，可以评估多孔碳材料在Li-S电池中的应用效果。
各类电池的电极反应、优缺点、自放电、解决方法及密封措施
1、化学电源的分类（1）按工作性质分:1.原电池，又称一次电池：例如：Zn一MnO2，Zn一HgO，Zn一AgO，锂电池等。
2。
蓄电池,又称二次电池：例如:Pb一PbO2，Cd—NiOOH等.3.贮备电池，又称激活式电池：Mg—ClAg，Zn—AgO。
4。
燃料电池，又称连续电池:H2—O2燃料电池.（2）按电解质的性质分:1.电解质为碱性水溶液一碱性电池（例：Cd-NiOOH)2.电解质为中性水溶液一中性电池（例：Zn一MnO2）3.电解质为酸性水溶液一酸性电池(例：铅酸电池）4.电解质为有机电解质溶液一有机电解质电池（例: 锂离子电池）5.电解质为固体电解质一固体电解质电池(例：锂碘电池）（3）按正负极活性物质的材料分:Zn一MnO2系列电池、Zn一AgO系列电池、Cd-NiOOH电池、铅酸电池、氢镍电池、锂离子电池、海水电池、溴一锌蓄电池等等.（4)活性物质的保存方式分：1。
活性物质保存在电极上：通常的一次、二次电池。
2.活性物质从外边连续供给电极：燃料电池。
2、电池自放电（1)发生自放电的原因：从热力学上看，产生自放电的根本原因是由于电极活性物质在电解液中不稳定引起的。
因大多数的负极活性物质是活泼的金属,它在水溶液中的还原电位比氧负极要负，因而会形成金属的自溶解和氢析出的共扼反应,使负极活性物质不断被消耗. 正极活性物质同样也会与电解液或电极中的杂质发生作用被还原而产生自放电。
其他原因：1。
正负极之间的微短路或正极活性物质溶解转移到负极上必须采用良好的隔膜来解决。
2。
电池密封不严,进入水分、空气等物质造成自放电。
(2）克服自放电的方法:采用高纯的原材料、在负极材料中加入氢过电位高的金属（Hg，Cd，Pb)、在电极或溶液中加入缓蚀剂来抑制氢的析出。
锌—二氧化锰电池一、锌负极的自放电:锌电极产生自放电的原因:1.氢离子的阴极还原所引起的锌的自放电（主因)2。
氧的阴极还原所引起的锌电极的自放电3.电解液中的杂质所引起的锌电极的自放电影响锌电极自放电的因素1。
锂硫电池正极存在的导电性差、穿梭效应两个问题概述和提高性能的解决方式
Key words: lithium/sulfur battery; cathode material; carbon material; shuttle phenomenon; polymer material
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Email:hxzjy@ 指导老师 前沿文献分析
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关键词： 锂硫电池 正极材料 碳材料 穿梭效应 聚合物材料 Two key issues in lithium-sulfur battery’s cathode: poor conductivity and shuttling effect, outlines and solutions to improve the performance
前沿文献分析
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锂硫电池正极存在的导电性差、穿梭效应两个问题概述和提高性能的解决方式
黄晓1 王晓莉2 （中国科学技术大学 化学与材料科学学院材料系 230026）
摘要
当今社会，如何取代或者减少引擎中使用的化石燃料是件很有挑战的问题。近几十年来发展的传统锂离子电池技 术为解决这个问题提供了奠基石但却无法解决问题。原因在于，传统锂离子电池的理论比容量仅仅只有 300mAh/g， 难以满足电动交通工具的能量供给的需求——或者说，维持需求的电池系统的成本太高以至于无法大规模生产与商业 化。而锂硫电池是最有希望成为下一代高比容量化学电池之一。早在上个世纪六十年代，人们就开始研究硫正极，却 直到最近四年才有很大的突破。其中，美国的 SION POWER 公司已经初步实现了锂硫电池的产品化。相比于现在应 用最广泛的锂离子电池，使用价格便宜、含量丰富的硫正极的锂硫电池可以提供五倍左右的容量。 最近几年，相关研究在解决硫正极核心问题上取得了一些突破性的进展。研究者通过使用碳材料或者导电的高分 子材料将导电性极其差的硫包裹起来，一方面增加硫正极的导电性，另一方面这些材料“困住”充放电过程（氧化当 然还原过程）中产生的多硫化物（穿梭效应主要元凶），保护负极材料。当然，这些多硫化物仍然是提高锂硫电池循 环寿命和容量保持的一大难题。目前，使用介孔的碳材料和阵列设计的多孔碳颗粒包裹硫，已经实现了一百次循环保 持 900mAh/g 以上的容量。为了限制多硫化物的溶解，人们使用聚合物包裹硫/碳正极，得到了惊人的容量保持率 （90%首次容量）。
锂硫电池充电过程的影响因素
锂硫电池充电过程的影响因素刘景东【摘要】为了探究多硫离子在多孔碳材料表面的氧化过程,组装了三电极模拟电池和两电极扣式电池.比较了高硫浓度下和低硫浓度下硫电极的循环伏安曲线和充放电曲线;研究了充放电过程中电解液颜色和极片表面颜色的变化;比较了硫浓度、电解液种类、碳材料比表面积对硫电极在2.6 V处氧化峰电流的影响.结果表明:维持硫的适当过饱和度,对硫电极充电过程的完成是必要的;充电过程中可产生单质硫,同时多硫离子还可通过化学过程生成硫.碳比表面积增大,将使氧化峰电流增大;碳酸酯电解液由于对硫和多硫离子溶解度小,氧化峰电流较小;随着硫浓度的增大,氧化峰电流先线性增大,后快速下降.使用醚类电解液时,合适的总硫浓度为0.125 mol/L.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2015(004)001【总页数】5页(P61-65)【关键词】多孔材料;循环伏安;电化学行为;锂硫电池【作者】刘景东【作者单位】福州大学化学学院,福建福州350116【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂硫电池理论能量密度虽然高达2600 W·h/kg，但是其容量衰减快，阻碍了其实用化进程[1]。
归纳其容量衰减快的原因有：①飞梭效应，认为由充电产生的高阶多硫离子会迁移至负极与锂反应，发生自放电现象[2]；②硫及多硫离子的溶解，复合于碳基体中的硫溶于电解液导致活性物质损失，从而导致容量衰减[3]；③电极的钝化，深度放电时会生成不溶性的Li2S2和Li2S覆盖在电极表面生成钝化膜[4]。
但哪一种原因为主要，仍没有一种统一的看法。
目前解决容量衰减的方法集中在合成掺杂具有多孔结构的碳材料，或硫化物复合的碳材料上，认为碳材料的微孔具有吸收（吸附）电解液的作用，减小或抑制多硫离子向负极迁移[5-9]；硫电极是液体电极，放电过程是单质硫溶于电解液中，在多孔碳表面逐步得电子，生成高阶多硫离子，高阶多硫离子再得电子同时S—S链断裂生成低阶多硫离子，最后生成Li2S；充电过程是Li2S逐步转化为S8的过程[10]，但上述说法未涉及多硫离子在电解液中的沉淀-溶解反应。
锂硫电池的穿梭效应及解决策略
低 ；另一方面，聚硫化物如果扩散至 负极，会和金属锂发生反应，导致电池 自放电，并且还会破坏负极表面的SEI 膜，造成电池容量的衰减。因此，严重 的穿梭效应会降低活性物质的利用 率，进而导致L i - S电池不可逆容量的 大量损失。
三、穿梭效应的解决策略
穿梭效应是导致L i - S电池电化 学 性 能 恶 化 的 主 要 因 素，因 此，抑 制 聚硫化物的穿梭效应是提高L i - S电 池 性 能 的 关 键，本 文 将 从 正 极、电 解 质、隔膜和锂负极 4个方面来阐述如 何抑制穿梭效应。 1. 从正极阻止聚硫化物的溶解扩散
wang等采用碳化法制备了多壁碳纳米管介孔碳基体将活性硫包覆到基体中得到了mwcntmesocs复合正极材料05c下电池初始放电容量高达1114mahg100次循环后库正极反应负极反应膜内传导迁至负极飞梭效应迁至正极易溶与锂片发生化学反应副反应金属锂电沉积溶出易溶放电充电放电充电微溶难溶s8li2s8li2s8li0lis8li2s6li2s6li2s4li2s4li2s2li2s2li2sli2s图2lis电池的穿梭效应示意图8indd182018949
L i - S电池的放电反应式如式 ① ～⑧ 所 示，充 电 反 应 过 程 为 放 电 反应逆过程 ：
Pc Li0 负极
Li2S8 Li2S6 Li2S4
充电 放电
Li2S
负极
电压/V
S8 3.0
充电
1.5 Li2S8 Li2S6 Li2S4 Li2S2
放电
Li2S
0
1 000
比容量/（mAh/g）
碳材料具有电导性好、比表面积 大、且与硫单质之间有很好的亲和力 等 优 点，可 为 硫 提 供 导 电 网 络，减 少 绝缘产物L i2S2和L i2S的堆积以及缓解 体积膨胀应力，能形成有效的物理吸 附，减缓穿梭效应。常用的碳材料有 ： 碳纳米管（CNT）、介孔碳（MC）、碳球 和石墨烯等。
锂原电池的研究与发展
锂原电池的研究与发展目录1. 内容概述 (3)1.1 锂原电池的定义和分类 (4)1.2 锂原电池的重要性 (5)1.3 研究与发展背景 (6)2. 锂原电池的工作原理 (7)2.1 电极反应机理 (8)2.2 电解质类型和特性 (9)2.3 隔膜材料及其功能 (10)3. 锂原电池的组成材料 (11)3.1 电极材料的选择与研究 (13)3.2 电解质和盐的种类与性能 (15)3.3 集流体材料 (16)3.4 其他辅助材料 (17)4. 锂原电池的制备工艺 (19)4.1 正负极材料制备 (20)4.2 电池组装技术和设备 (22)4.3 电池涂层与保护层 (23)5. 锂原电池的关键技术 (23)5.1 电池性能优化 (25)5.2 循环稳定性和安全性 (27)5.3 改善电池能量密度和功率密度 (28)6. 锂原电池的应用领域 (29)6.1 消费电子产品 (30)6.2 电动交通工具 (31)6.3 能源储存和移动电源 (33)6.4 其他特殊应用 (34)7. 锂原电池的未来发展趋势 (35)7.1 高能量密度和高安全性 (36)7.2 成本的降低与回收利用 (37)7.3 环保与可持续发展 (39)8. 国际前沿研究动态 (40)8.1 新型电极材料的开发 (41)8.2 电池设计与纳米技术 (42)8.3 化学储能系统的集成 (43)9. 锂原电池的安全问题及对策 (45)9.1 电池热失控机理 (46)9.2 安全性能测试与评估 (47)9.3 安全设计与防护措施 (48)10. 锂原电池的环保问题与可持续性 (50)10.1 锂矿资源的开采与环境影响 (51)10.2 废旧电池的回收与处理 (53)10.3 电池材料的可回收性和可循环性 (54)11. 结论与展望 (55)11.1 总结锂原电池的发展成就 (57)11.2 面临的挑战与未来发展方向 (59)11.3 研究工作的意义与价值 (60)1. 内容概述随着电子设备和便携式技术的快速发展，对高性能电池的需求日益增长。
锂硫电池负极研究进展
锂硫电池负极研究进展庞辉;陈振宇;丁飞;刘兴江【摘要】锂硫电池由于其高能量密度(理论高达2 600 Wh/kg)、低成本、环境友好等优点而广受关注.但是锂硫电池仍存在正极活性物质利用率低、循环性能差等问题.同时,负极锂在电池循环过程中也不可避免存在锂枝晶等问题,对锂硫电池负极保护技术进行了详细的综述,最后对负极的发展前景进行了展望.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)008【总页数】4页(P1715-1717,1740)【关键词】锂硫电池;锂负极;锂保护【作者】庞辉;陈振宇;丁飞;刘兴江【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM911化学电源(电池)是将化学能转化为电能的一种装置。
近年来，电池在现代社会中扮演了越来越重要的角色。
近20年来，锂离子电池已经取得巨大商业成功，但受到理论能量密度的极限制约，难以满足新能源、技术飞速发展的需要，还需发展具有更高能量密度的二次电池体系。
在理论上，锂与硫完全反应后生成Li2S，可实现2电子反应，且单质硫的原子量明显轻于目前商业化锂离子电池的嵌入化合物正极材料，是最具潜力的高容量电极材料，其电极理论比容量可高达1 675 mAh/g，以硫与金属锂构建的锂/硫二次电池体系的[1-2]理论能量密度达2 600 Wh/kg。
此外，锂硫电池还具有原料来源丰富、成本低廉、环境友好等优点，符合电动汽车对动力电池的需求和便携式电子产品对化学电源的要求，成为高能电池技术领域的前沿与研究热点。
尽管与传统锂离子电池相比，锂硫电池具有如上文所述的明显优点，但仍然存在以下不足。
由于电化学反应中间产物聚硫离子(Sn2－，8≥n≥3)易溶于有机电解液[3]，产生飞梭现象(图1所示[4])和金属锂负极的腐蚀，造成锂硫电池活性物质的损失和较大的能量损耗。
锂硫电池正极材料:硫化聚丙烯腈
锂硫电池正极材料:硫化聚丙烯腈作者：赵鹏王莉李建军，等来源：《新材料产业》 2012年第8期文/赵鹏1 王莉1 李建军1 高剑1 姜长印1 万春荣1 何向明1，21.清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室2.汽车安全与节能国家重点实验室在一定温度下，有机聚合物会与硫（S）单质发生脱氢硫化反应，生成导电聚合物——硫复合材料，这类材料以导电高分子为主链，能够提高正极材料的导电性和结构稳定性，而发生氧化还原反应的S-S基团则以化学键连接在主链上，这样一来，大部分S元素在放电时仍在正极材料附近，进而确保了电池的循环稳定性［1］。
这种有机聚合物的种类很多，如聚二乙基硅氧烷［2］、聚苯乙烯［3］、聚（2-甲基-5-乙烯基吡啶）［4］以及聚氯乙烯［5］等。
一、硫化聚丙烯腈材料的制备及分析近年来，一些课题组将聚丙烯腈（P A N）与单质硫在一定条件下反应，生成硫醇基团和多硫键，放电时再与金属锂反应，对锂进行负载，再经过充电重新生成S-S键，循环往复，释放并储存能量。
由于此类复合材料的S原子是嵌入到含电子导电聚合物的母体中，所以能够有效地抑制放电产物在电解液中的溶解，阻止电极在充放电循环中的恶化。
同时，这类复合材料在室温下的电子导电率较高，在很大程度上提高了单质硫的电化学活性，改善了单质硫电极的导电性，因此，以这类复合材料制成的电极可以在室温下以较大电流进行充放电。
由于复合材料与硫间的化学键合力占主导，在充放电过程中，正极体积变化的绝对值和自放电现象也将大大降低，可提高电池正极的循环寿命。
以P A N为前驱体［6］，用单质硫在300℃下脱氢硫化，得到一类新颖的硫化聚丙烯腈（S - P A N）导电性电极材料。
S-PAN材料的充放电电压分别达到了1.3V和1.8V；首次循环比容量达到了850mAh /g，经历50次循环后，比容量仍可达到600m A h / g，表现出了良好的循环稳定性；在充满电的状态下，一个月内几乎观察不到自放电现象。
锂硫电池电荷转移数和锂离子浓度_解释说明
锂硫电池电荷转移数和锂离子浓度解释说明1. 引言1.1 概述锂硫电池作为一种新型高性能能源储存装置，具有很高的能量密度、低成本和环境友好等优点，在能源领域引起了广泛关注。
锂硫电池的性能受到电荷转移数和锂离子浓度的影响。
电荷转移数是指在电化学反应中参与传输的电子或离子数量，而锂离子浓度则是指在电解液中可用于储存和释放锂离子的数量。
1.2 文章结构本文将首先介绍锂硫电池的基本原理以及其在各个领域的应用情况。
接着我们将详细解释电荷转移数的定义、测定方法以及其对锂硫电池性能的影响。
然后会讨论锂离子浓度变化规律及其对锂硫电池容量和寿命的影响机制。
最后，我们将总结主要研究发现，并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨电荷转移数和锂离子浓度这两个关键参数对于锂硫电池性能的影响，并探讨如何优化锂硫电池的电荷转移数和提高锂离子浓度，以进一步改善锂硫电池的性能表现。
这将对于促进锂硫电池在各个领域的应用以及推动能源储存技术的发展具有重要意义。
2. 锂硫电池概述：2.1 锂硫电池原理：锂硫电池是一种典型的高能量密度二次电池，其正极材料为硫，负极材料为锂。
在充放电过程中，锂离子在正负极之间进行扩散转移，并与硫反应生成碱性锂硫化物（Li2S）。
而在充电时，这些锂硫化物会再次分解为硫和锂离子，释放出储存的电能。
这一反应机制使得锂硫电池具有较高的理论比容量和能量密度。
2.2 锂硫电池优势与挑战：相比于传统的锂离子电池，锂硫电池具有更高的理论比容量、较低的成本以及更环保的特点。
由于采用了廉价且丰富的材料，如硫作为正极材料，锂硫电池在制造上相对便宜并且对环境友好。
此外，由于原材料易获取且资源充足，在大规模应用方面具备潜力。
然而，锂硫电池也存在一些挑战。
其中一个主要问题是正极活性物质硫的电导率较低，导致电极反应速率较慢。
此外，锂硫电池的循环寿命较短，容易出现容量衰减和自放电等问题。
这些问题限制了锂硫电池在商业化和实际应用中的推广。
六种锂电池特性及参数分析
六种锂电池特性及参数分析（钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂）我们常常会说到三元锂电池或者铁锂电池，这些都是按照正极活性材料来给锂电池命名的。
本文汇总六种常见锂电池类型以及它们的主要性能参数。
大家都知道，相同技术路线的电芯，其具体参数并不完全相同，本文所显示的是当前参数的一般水平。
六种锂电池具体包括：钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、镍钴锰酸锂（LiNiMnCoO2或NMC）、镍钴铝酸锂（LiNiCoAlO2或称NCA）、磷酸铁锂（LiFePO4）和钛酸锂（Li4Ti5O12）。
钴酸锂（LiCoO2）其高比能量使钴酸锂成为手机，笔记本电脑和数码相机的热门选择。
电池由氧化钴阴极和石墨碳阳极组成。
阴极具有分层结构，在放电期间，锂离子从阳极移动到阴极，充电过程则流动方向相反。
结构形式如图1所示。
图1：钴酸锂结构阴极具有分层结构。
在放电期间，锂离子从阳极移动到阴极; 充电时流量从阴极流向阳极。
钴酸锂的缺点是寿命相对较短，热稳定性低和负载能力有限（比功率）。
像其他钴混合锂离子电池一样，钴酸锂采用石墨阳极，其循环寿命主要受到固体电解质界面（SEI）的限制，主要表现在SEI膜的逐渐增厚，和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。
较新的材料体系增加了镍，锰和/或铝以提高寿命，负载能力和降低成本。
钴酸锂不应以高于容量的电流进行充电和放电。
这意味着具有2,400mAh的18650电池只能以小于等于2,400mA充电和放电。
强制快速充电或施加高于2400mA的负载会导致过热和超负荷的应力。
为获得最佳快速充电，制造商建议充电倍率为0.8C或约2,000mA。
电池保护电路将能量单元的充电和放电速率限制在约1C的安全水平。
六角蜘蛛图（图2）总结了与运行相关的具体能量或容量方面的钴酸锂性能；具体功率或提供大电流的能力；安全；在高低温环境下的性能表现；寿命包括日历寿命和循环寿命；成本特性。
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第31卷第4期高校化学工程学报No.4 V ol.31 2017 年 8 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Aug. 2017文章编号：1003-9015(2017)04-0977-07锂硫电池自放电特性的研究谭震1, 王崇2, 徐东彦1, 陈剑2(1.青岛科技大学化工学院, 山东青岛 266042; 2. 中科院大连化学物理研究所, 辽宁大连 116023)摘要：锂硫电池是目前已知的比能量最高的以固态材料为活性物质的二次电池。
然而，多硫化物“穿梭”效应导致的容量衰减快、库仑效率低和自放电率高等问题限制了锂硫电池的实用化进程。
通过测试电池搁置前后的放电容量，分析了锂硫软包电池的放电深度(DOD)、环境温度和搁置时间对电池自放电特性的影响。
研究结果表明，不同DOD下锂硫电池具有不同的自放电特性，自放电与环境温度、搁置时间呈正相关性。
采用原位四电极法考察了不同DOD时内部电解液电导率的变化情况，推测锂硫电池的自放电特性与锂硫电池的电化学反应机制和过程产物密切相关。
关键词：锂硫电池；自放电；影响因素；多硫化物；电解液电导率中图分类号：TM912.9 文献标识码： A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2017.04.031 Research on Self-Discharge of Lithium-Sulfur BatteriesTAN Zhen1, WANG Chong2, XU Dong-yan1, CHEN Jian2(1. Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China;2. Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences，Dalian 116023, China)Abstract:Lithium-sulfur batteries have the highest specific energy among those secondary battery systems that use solid materials as active substance. However, problems of fast capacity fade, low coulomb efficiency and high self-discharge rate caused by polysulfide shuttle effects limit its practical applications. In this paper, effects of depth of discharge (DOD), temperature and idling time on self-discharge characteristics were investigated by testing the extent of capacity fade of lithium-sulfur pouch cells. Experimental results show that self-discharge has a positive correlation with temperature and idling time. Variation of electrolyte conductivity in lithium sulfur battery was also investigated with an in-situ four-electrode method. It is speculated that the self-discharge characteristics of the lithium-sulfur battery are closely related to electrochemical reaction processes and intermediate products of lithium-sulfur battery.Key words: lithium sulfur battery; self-discharge; influence factors; polysulfide; electrolyte conductivity1 前言近年来，锂二次电池因其具有能量密度高、循环寿命长，以及无污染等优点，已经成为各类电子产品的首选电源。
随着科学技术的快速发展，移动电子设备、电动汽车以及航空航天技术等对锂二次电池的比能量提出了更高的要求[1~4]。
锂硫电池是一种高比能量的锂二次电池。
单质硫作为正极活性组分发生双电子氧化还原反应，其理论比容量高达1672 mA⋅h⋅g-1；并且单质硫资源丰富、环境友好、成本低廉，是理想的正极材料。
锂硫电池的理论比能量可达2600 W⋅h⋅kg-1，远高于传统锂离子电池，是下一代高能量密度二次电池的代表和重要发展方向，受到国内外研究人员的广泛关注[5~8]。
由于锂硫电池在充放电反应过程中存在“穿梭”效应，高价态多硫化物易溶解在电解液中，并扩散到金属锂负极表面，与金属锂发生反应，造成锂硫电池充放电过程中的自放电率高及电池容量衰减快等收稿日期：2016-12-15；修订日期：2017-03-29。
作者简介：谭震(1991-)，男，吉林省吉林市人，青岛科技大学硕士生。
通讯联系人：王崇，E-mail：wangchong@978 问题。
因结果皆具本文硫软包电测量了电抑制锂硫2 实验实验型电池测4进行交中，分别将同池的实际后，测量一组电池放电，循到截止电式中：C C n C i 充放的细铜丝4测量两深度时电如下方法式中：L R S d h3 结果本实和40℃时较好的稳随后的循性能时， 因此，研究锂具有重要意义文主要考察了电池隔膜间加电解液在不同硫电池自放电验部分验所用的锂硫测试系统进行恒流阻抗的测试别设置实验温度同一批次的电际放电比容量量电池的首次池用来研究放循环到第n 次电压，记录总n 为搁置组第n-1为搁置组第ir 为对照组电放电过程中电丝，如图1所示两铜丝间电解电解液的电导法计算电解液为两铜丝间距为所测得阻抗为两铜丝与电为铜丝直径0为铜丝伸进电果与讨论 实验采用1 Ah 时的循环性能稳定性。
在40循环过程中，需要扣除电池 硫电池的自放[9~13]。
环境温度、搁入两根金属锂放电深度时的的途径。
电池为大连化恒流放电测试试。
在所有实度为25℃和池分成五组。
、循环性能及放电比容量，电深度对锂硫时，以0.1 的放电容量(第n 次循环所测第n-1次循环电池第n-1次与池电解液的电示。
在25℃下液的交流阻抗率。
根据所测电导率κ：LR S=⨯κ 距离为0.1 cm 抗(Ω)； 电解液接触的0.04 cm； 电池长度1.5 h 级锂硫软包能曲线。
环境温0℃的环境温度电池的放电容池的这部分不 高 校 放电特性无论搁置时间和搁锂包裹的铜丝的电导率，研化物所自制的试。
充放电的实验中，电池均40℃。
其中一组作及每次循环后并与对照组硫电池搁置自A 电流放电到C n )。
第n-1次C 测得的总放电环放电比容量；与第n 次放电电导率测试方下，以0.1 A 电抗，进而计算测电解液阻抗m ； 的表面积为0.cm 。
装电池研究电温度为25℃时度中，电池的容量随循环次不可逆容量损化 学 工 论对于实际应搁置放电深度丝作为参比电研究了电解液的同一批次1电压范围为均放在恒温箱作为对照，以后电池的容量组比较以便得自放电率的影到指定放电深次放电容量为t 1=1(nn -C C --电比容量；； 电比容量之差方法：在锂硫电流对电池进行算出各放电抗数据通过.1884 cm 2； 电池的自放电时，电池前1的首次放电比次数的增加发损失。
程 学 报 用的能源管理对锂硫软包电极，与电池正电导率变化对Ah 软包电池1.8~2.65 V 。
使箱(DGG-9023A 0.1C 倍率电衰减。
另外三出未循环过的响。
具体实验深度，然后搁置为C n-1。
按以下)ir C差，为本次循环软包电池的两行充放电，至电行为。
图215次循环的放比容量接近1.生轻微的衰减图1Fig.1 理还是研究测电池自放电特正负极一起形对电池自放电池。
采用LAN 使用交流阻抗A 型，上海森流(0.1 A)进行三组电池分别的锂硫电池的验步骤为：首置电池一定的下公式计算自环不可逆容量两层隔膜间插至指定的放电深为1 Ah 级软放电比容量基18 Ah ，较其减。
因此，在1 四电极锂硫软 Schematic diagr lithium sul 测试中获取准特性的影响。
形成四电极结电的影响规律ND CT2001A 抗测试仪器V 森信实验仪器有行充放电，记别搁置3 d 、7的搁置自放电首先将各个电的时间后，再自放电率C t ：量损失。
插入两根被金深度，利用V 软包装锂硫电池基本保持稳定其在25℃时提在计算电池搁软包电池安装示意ram of a four-elec fur battery2017年8月准确的测量通过在锂结构，原位律，探索了A －7V/3A Versa STAT 有限公司)记录各个电 d 和30 d 电率。
最后电池进行充再继续放电金属锂包裹Versa STAT 池在25℃定，表现出高10%。
搁置自放电意图 trode第31卷第4期 谭震等：锂硫电池自放电特性的研究 9790200400600800100012001.71.81.92.02.12.22.32.42.5v o l t a g e / V1Ref.2 10% 3 30% 4 50% 5 70% 6 90%254631Specific capacity / mA ⋅h ⋅g -1图4 25℃下不同DOD 搁置72 h 电池放电电压曲线Fig.4 Discharge curves of the Li-S pouch type cell atvarious DOD after storage for 72 h under 25℃idling time / dS p e c i f i c c a p a c i t y / m A ⋅h ⋅g -1图3 25℃下未循环状态的锂硫软包电池搁置不同时间之后首次放电比容量变化Fig.3 First discharge specific capacities of the Li-S pouch type cell after storing for various timesIdling time / d V o l t a g e / V 3.1 放电深度(DOD)对锂硫电池自放电的影响采用醚类电解液的锂硫电池的放电中间产物涉及多种价态的多硫化物。