锂硫电池最新研究
关于锂硫电池的研究
锂硫电池的研究什么是锂硫电池01锂硫电池是锂电池的一种，截止目前尚处于科研阶段。
锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。
单质硫在地球中储量丰富，具有价格低廉、环境友好等特点。
利用硫作为正极材料的锂硫电池，其材料理论比容量和电池理论比能量较高，分别达到1675m Ah/g 和2600Wh/kg，远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容（<150mAh/g）。
工作原理02典型的锂硫电池一般采用单质硫作为正极，金属锂片作为负极，它的反应机理不同于锂离子电池的离子脱嵌机理，而是电化学机理。
锂硫电池以硫为正极反应物质，以锂为负极。
放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物，正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。
在外加电压作用下，锂硫电池的正极和负极反应逆向进行，即为充电过程。
根据单位质量的单质硫完全变为S2-所能提供的电量可得出硫的理论放电质量比容量为1675 mAh/g，同理可得出单质锂的理论放电质量比容量为3860 mAh/g。
锂硫电池的理论放电电压为2.287V，当硫与锂完全反应生成硫化锂（Li2S）时。
相应锂硫电池的理论放电质量比能量为2600 Wh/kg。
面临的困难03然而，如今的锂硫电池距离工业化、商业化仍需克服以下几个困难。
01单质硫的电子导电性和离子导电性差，硫材料在室温下的电导率极低(5.0×10-30S·cm-1)，反应的最终产物Li2S2和Li2S 也是电子绝缘体，不利于电池的高倍率性能。
02锂硫电池的中间放电产物会溶解到有机电解液中,增加电解液的黏度，降低离子导电性。
多硫离子能在正负极之间迁移，导致活性物质损失和电能的浪费。
（Shuttle效应）。
溶解的多硫化物会跨越隔膜扩散到负极,与负极反应,破坏了负极的固体电解质界面膜(SEI膜)。
03锂硫电池的最终放电产物Li2Sn(n=1~2)电子绝缘且不溶于电解液,沉积在导电骨架的表面;部分硫化锂脱离导电骨架,无法通过可逆的充电过程反应变成硫或者是高阶的多硫化物,造成了容量的极大衰减。
锂硫电池电池研究的背景及意义
锂硫电池电池研究的背景及意义锂硫电池，这个名字听起来就像是个高科技的东西，对吧？其实它真的是高科技，但又不完全是让人摸不着头脑的那种高科技。
说白了，锂硫电池就是一种新型的电池，理论上比我们现在用的锂离子电池更强大、更环保。
想象一下，如果你能用更轻、更持久的电池充电，不仅能减少充电的次数，还能减少废电池的污染，这岂不是一举两得？但是，这背后有很多技术难题得克服，别急，咱慢慢来聊。
锂硫电池的优势，嘿，真的是有些“惊艳”。
大家知道，电池的关键问题之一就是能量密度，简单来说就是：电池能储存多少能量。
现在的锂离子电池，尽管在市场上很常见，甚至是手机、笔记本电脑里不可或缺的角色，但它的能量密度还是有局限的。
而锂硫电池，哦，想想看，它的能量密度几乎是锂离子电池的三倍！换句话说，锂硫电池能存储更多的能量，能让电动车跑得更远，手机用得更久。
如果这项技术成熟了，那可真是“好事成双”，不仅能够为我们的日常生活带来便利，还能帮助环境减负，少了那堆堆的废旧电池。
嘿，这样一来，不仅电量提升，连我们的“地球大计”也能顺便拯救一番呢。
可是，问题也来了。
虽然锂硫电池有着这样那样的优势，但要把它从实验室搬到市场，哎呀，难度也大得很。
锂硫电池的寿命，哎呀，真是一个大坑。
就像你刚买了辆新车，开得还挺爽，但过了一阵子，车的各个零件开始“罢工”了，电池的性能也是差不多。
硫和锂反应时容易产生一些副反应，导致电池的循环寿命大打折扣，这就让人很头疼了。
试想一下，电池寿命短，用户就得频繁更换，哪怕电池性能再好，也很难让消费者买账。
所以，如何解决锂硫电池的寿命问题，简直是个“命悬一线”的难题，影响着这项技术的普及和发展。
再说了，锂硫电池在充电速度上也不怎么样。
现在的锂离子电池虽然也有些瓶颈，但至少它充电挺快的，插上电源没多久，电池就满了。
可锂硫电池呢？充电慢得像慢炖锅里煮汤一样，你得有点耐心。
如果这种情况一直持续，那谁愿意等着电池充满呢？大家都希望能快速充电，尤其是在忙碌的日常生活中，谁有时间一等就是几个小时呢？锂硫电池的成本也不低。
高性能锂硫电池电解液的研究与展望
高性能锂硫电池电解液的研究与展望一、当前锂硫电池电解液的研究现状1. 传统电解液传统的锂硫电池电解液通常采用有机溶剂和锂盐组成的体系。
有机溶剂通常包括二甲基亚砜（DMSO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和乙烯碳酸二甲酯（EC）等。
锂盐则一般采用硫酸锂（Li2SO4）。
传统电解液的优点是在电池测试中取得比较高的比容量和循环寿命，但仍面临着溶液电导率低、锂枝晶生成、极耗、极化等问题。
2. 功能化电解液功能化电解液的研究是解决传统电解液存在问题的重要方向之一。
功能化电解液的设计思路通常是在传统电解液中添加聚合物、无机固体颗粒和添加剂等，以增强其溶液电导率、抑制锂枝晶生成、增强极耗和极化抑制等功能。
目前，功能化电解液已经取得了一定的研究进展，例如在电解液中添加聚合物增加锂盐的溶解度，提高电池比容量和循环寿命。
3. 高锂活性室温离子液体电解液高锂活性室温离子液体（HTFIL）是一种新型的电解液，具有非常高的锂离子活性和电导率。
HTFIL电解液在锂硫电池中的应用已经得到了广泛的研究，可以在一定程度上提高电池的循环寿命和能量密度，但是其价格较高、合成难度大、量产困难等问题仍待解决。
二、未来高性能锂硫电池电解液的展望分子设计电解液是未来锂硫电池电解液研究的重要方向之一。
通过有机溶剂和锂盐的分子结构设计，可以达到增强电解液电导率、抑制枝晶生成和提高循环寿命等目的。
在这方面，目前已有一些研究报道了一些新型有机溶剂及锂盐的设计，取得了一些进展，但是还远未达到商业应用的要求。
在功能化电解液方面，目前针对聚合物、固体颗粒和添加剂的选择和优化工作还有待深入研究。
未来应该着重解决添加剂浓度过高导致电池循环寿命下降的问题，兼顾电池的循环寿命和能量密度之间的平衡。
新型离子液体电解液是未来锂硫电池电解液的发展趋势之一。
新型离子液体电解液具有高电导率、较低的蒸汽压和较宽的电化学窗口等优点，适合用于锂硫电池。
新型离子液体电解液的价格高昂、合成难度大成为了制约其商业应用的主要障碍。
硫空位和氧空位 锂硫电池 综述
硫空位和氧空位锂硫电池综述硫空位和氧空位是与锂硫电池有关的重要概念。
本文将以简体中文为基础，综述这两种空位对锂硫电池的性能和特性的影响。
1.锂硫电池概述锂硫电池是一种高能量密度和环境友好的电池技术，作为下一代储能系统备受研究关注。
锂硫电池的正极材料是硫，负极材料是锂，电池的反应过程是锂离子在正极和负极之间的转移。
2.硫空位硫空位是指硫正极中的一种缺陷或缺失结构，其中的硫原子没有与周围的硫原子形成键合。
硫空位能影响锂硫电池的电化学性能，包括充放电容量、循环寿命和电化学稳定性。
硫空位的形成可以通过硫化反应中的过程条件（如反应温度、反应时间和反应介质等）来控制。
硫空位在电化学过程中可以提供反应的活性中心，促进锂离子和硫化物之间的转移，从而增加电池的充放电容量。
此外，硫空位的存在还可以降低锂硫电池的内阻，提高电池的能量效率。
然而，硫空位也存在一些负面影响。
首先，硫空位会导致硫正极材料的体积膨胀，造成电极结构的变形和破裂，降低电池的循环寿命。
其次，硫空位与电解液中的锂离子形成复杂的化学物质，降低了电池的电化学稳定性。
为克服硫空位带来的负面影响，研究人员提出了一系列的解决方案。
例如，引入多孔硫材料可以增加硫空位的数量，提高充放电容量。
通过合成多阴离子硫材料（如硫氮化物和硫化碳化硅），可以减少硫空位的形成，并提高电池的稳定性。
3.氧空位氧空位是指锂硫电池中的负极材料中出现结构缺陷或缺失的氧原子。
氧空位的形成可以通过氧化反应中的过程条件（如反应温度和氧化剂浓度等）来控制。
氧空位能够促进氧化还原反应的进行，增加电池的容量和能量密度。
与硫空位类似，氧空位也可以降低电池的内阻，并提高电池的能量效率。
此外，氧空位还可以稳定锂硫簇的结构，防止硫正极材料的溶解和析出，从而提高锂硫电池的循环寿命和稳定性。
然而，氧空位也存在一些问题。
氧空位的形成需要高温氧化条件，这会增加制备过程的复杂性和能耗。
另外，氧空位的稳定性和可控性仍然是一个挑战，在实际应用中还需要进一步的研究和开发。
锂硫电池cv还原峰变宽-概述说明以及解释
锂硫电池cv还原峰变宽-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述锂硫电池作为一种新兴的高能量密度电池，具有重要的应用前景。
然而，在其实际应用过程中，锂硫电池的CV（循环伏安）还原峰却表现出了一种普遍的现象：变宽。
这一现象的出现，对锂硫电池的性能和稳定性造成了一定的影响。
本文将对锂硫电池CV还原峰变宽这一现象进行深入的研究和分析。
首先，我们将介绍锂硫电池的基本原理，其中包括其工作过程和电化学反应机理。
然后，我们将阐述CV还原峰的定义与特点，以便更好地理解锂硫电池CV还原峰变宽的原因。
最后，我们将对锂硫电池CV还原峰变宽的影响因素进行总结，并提出可能的解决方案和未来的研究方向。
通过对锂硫电池CV还原峰变宽现象的研究，我们可以更好地理解锂硫电池的性能变化，并为提高其性能和稳定性提供有益的参考。
希望本文的研究成果能够对锂硫电池的改进和应用产生积极的影响。
1.2文章结构文章结构部分内容如下：文章结构部分的目的是为读者提供整体上的文章概要和组织结构，以增强读者的阅读体验和对文章内容的理解。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个子部分。
在概述中，将简要介绍锂硫电池的研究背景和目前的研究现状，为后续内容做一定铺垫。
在文章结构中，将简要介绍整篇文章的结构安排，包括各个部分的主要内容和相互之间的关系。
在目的部分，将明确提出本文的研究目的和意义，以引起读者的兴趣和关注。
正文部分是本文的核心部分，将包括锂硫电池的基本原理、CV还原峰的定义与特点以及锂硫电池CV还原峰变宽的原因等内容。
在展开讨论这些内容时，将结合相关的理论知识和实验数据，对其进行深入分析和解释。
通过这些内容的讨论，旨在为读者提供一个全面、系统的理解锂硫电池CV 还原峰变宽现象的基础。
结论部分将对前文进行总结，主要包括总结锂硫电池CV还原峰变宽的影响因素、对锂硫电池性能的影响及应对措施以及未来研究方向等内容。
通过总结与展望，将对已有研究成果进行归纳和梳理，进一步挖掘问题的重要性和研究的价值，同时为未来的研究提供一些建议和方向。
锂硫电池产业化现状
锂硫电池产业化现状《锂硫电池产业化现状》近年来，能源领域的研究与创新不断取得突破，为可持续发展提供了新的机遇。
锂硫电池作为一种具有高能量密度和低成本的新型储能技术，备受关注。
本文将就锂硫电池产业化的现状进行探讨。
锂硫电池是一种以锂金属和硫作为正负极材料的二次电池。
其优势主要体现在高能量密度和低成本方面。
相较于传统的锂离子电池，锂硫电池的能量密度可提高至多2-3倍，使其在电动车、储能等领域有着广泛应用前景。
此外，硫的丰富性和低成本也使得锂硫电池具备极高的经济可行性。
然而，锂硫电池在产业化过程中仍面临一系列问题。
首先，硫的极性和不稳定性导致电极材料往往会发生溶解、析出等问题，降低了电池的循环寿命。
其次，锂硫电池的制造工艺复杂，一体化生产难度大，需要克服成本高、稳定性差等方面的难题。
再者，锂硫电池的安全性问题也需要解决，如易燃性和短路风险等，要求提高电池的可靠性和安全性。
为解决这些问题，全球各地的科研机构和企业正在加大研发和产业化的力度。
其中，一些重要的突破已经取得。
例如，多种导电性和化学稳定性更好的硫正极材料被开发出来，能够提高电池的稳定性和寿命。
同时，一些新型电解液和隔膜材料也由此诞生，提高了电池的能量效率和安全性。
在产业化方面，一些企业也在积极探索锂硫电池的商业应用。
目前，一部分电动汽车制造商已经开始使用锂硫电池作为动力源，尝试提升电动汽车的续航里程。
此外，储能领域对锂硫电池也表现出了极大的兴趣，因其高能量密度和低成本的特点。
然而，锂硫电池产业化仍处于起步阶段，需要进一步改善材料性能、制造工艺并推进标准化和规模化的生产。
总体来说，锂硫电池产业化的现状尚有待进一步提升。
当前，科研机构和企业正努力克服锂硫电池在循环寿命、安全性等方面存在的挑战，推动其在电动车、储能等领域的商业应用。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，相信锂硫电池产业在未来将迎来更好的发展。
【参考文献】1. Armand M, Tarascon J-M. Building better batteries. Nature, 2008, 451(7179): 652-657.2. Manthiram A, Fu Y, Su Y-S. Challenges and prospects of lithium-sulfur batteries. Accounts of chemical research, 2013, 46(5): 1125-1134.。
电池研究的最新成果
电池研究的最新成果电池是我们日常生活中常见的物品，广泛应用于手机、电脑、车辆、储能设备等领域。
近年来，随着环保意识的增强，新型电池技术得到了广泛关注和研究。
本文将介绍电池研究的最新成果，包括新型材料、新型结构以及新型技术。
一、新型材料电池中的材料是影响其性能和寿命的关键因素。
最新研究表明，一些新型材料具有很大的潜力。
1.锂硫电池锂硫电池是一种新型电池技术，其可以提供更高的能量密度和更低的成本。
锂硫电池中使用的材料是由锂和硫组成的，锂是阳极材料，而硫则是阴极材料。
由于硫的密度很高，这使得锂硫电池的能量密度可以达到每千克400瓦时以上。
这种电池还可以使用一些廉价的材料而不是钴和镍，所以这种电池的成本更低，更环保。
2.氧化铁电池氧化铁电池是一种新型电池技术，其使用的材料是由铁和氧化物组成的。
氧化铁电池的优点是其使用的材料便宜且环保，而且其在充电和放电过程中的效率非常高。
虽然相比于锂离子电池来说，氧化铁电池的能量密度较低，但其在某些应用场合下，如储能，其却是一个比较理想的选择。
3.硅负极材料硅材料是一种有潜力的电池负极材料，其比锂离子电池目前使用的碳材料具有更高的能量密度。
由于硅的传导性较差，在充电和放电循环中，硅会经历膨胀和收缩，这可能导致其结构的破坏，从而减少其使用寿命。
目前，有一些研究正在进行当中，旨在开发一种可以使用硅负极材料的新型电池技术。
二、新型结构电池的设计结构也是影响其性能和寿命的关键因素。
目前，一些新型电池结构被开发出来，以进一步提高电池的性能和寿命。
1.立体电池立体电池是一种新型电池结构，其可以将电池的体积缩小到最小，从而提高其能量密度和使用寿命。
在立体电池中，阳极和阴极是以多个层叠的方式分别排列在一个电解质材料中。
这使得立体电池的能量密度可以达到每千克700瓦时以上。
2.固态电池固态电池是一种新型电池结构，其使用的电解质材料是固态材料而非液态电解质材料。
这种结构可以大大提高电池的安全性和使用寿命，因为其不会像液态电解质一样引发漏液或者起火爆炸的问题。
锂硫电池‘单原子-团簇协同催化
锂硫电池‘单原子-团簇协同催化锂硫电池是一种新型的可重复充放电的电池技术，具有高能量密度、环境友好等特点，被广泛研究用于电能存储和电动汽车领域。
然而，锂硫电池的应用受到了一些挑战，如硫正极材料的低电导率、锂枝晶问题和多次循环中的容量衰减等。
为了解决这些问题，近年来，研究人员开始关注单原子-团簇协同催化在锂硫电池中的应用。
单原子-团簇协同催化是指将单个金属原子与团簇（一小团原子）相结合，以形成具有优异催化性能的新型材料。
在锂硫电池中，单原子-团簇协同催化可通过两种方式来促进电池性能的提升。
第一种方式是通过提高硫正极材料的催化活性。
研究发现，将单个金属原子引入到硫正极材料中，可以显著提高硫的吸附和解吸附速率，从而提高硫正极材料的电化学反应速率。
此外，单原子催化剂还可以提高锂硫电池的循环稳定性和容量保持率。
第二种方式是通过提高电解液中硫的催化转化速率。
锂硫电池中的主要问题之一是硫的低电导率，导致了电池的低能量密度和不稳定性。
单原子-团簇协同催化剂可以作为电解液中的催化剂，加速硫的催化转化过程。
例如，过渡金属单原子-团簇催化剂可以提高硫在电池中的还原和氧化速率，从而减少锂硫电池的内阻，提高电池性能。
研究人员已经针对锂硫电池中的单原子-团簇协同催化进行了一系列的研究。
例如，有学者利用单原子银催化剂改善了锂硫电池的循环稳定性和容量保持率。
他们发现，银原子可以有效催化硫的吸附和解吸附反应，使得硫电极具有更高的活性和更好的电化学性能。
另外，还有研究报道了利用单原子铂和团簇铂催化剂促进锂硫电池的电化学反应速率和循环稳定性的方法。
单原子-团簇协同催化在锂硫电池中的应用还有很大的发展空间。
目前，研究人员在探索更多的单原子-团簇催化剂，并研究其在锂硫电池中的作用机理。
同时，他们还在设计和合成新型单原子-团簇催化剂，以进一步提高锂硫电池的能量密度和电化学性能。
综上所述，单原子-团簇协同催化是一种有潜力的方法，可以显著提高锂硫电池的性能。
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Abstract Lithium-sulfur （ Li-S） battery is a promising electrochemical energy storage system that has high theoretical energy density of 2600 Wh·kg － 1 ，which is 3 to 5 times that of Li-ion batteries． It has attracted more and more attentions in recent years． Great efforts have been made to improve the stability of electrode structure，the utilization efficiency of sulfur in the cathode and the enhancement of cycle life of the battery． In this paper，the recent progress of the lithium-sulfur battery is reviewed from four aspects： modification of sulfur-based composite cathode material，electrolytes，protection of lithium anode and design of lithium-sulfur cell configurations． The main factors on the specific capacity and cycle stability of the lithium-sulfur battery are analyzed． The prospects and development trends on lithium-sulfur battery are also discussed．
收稿： 2013 年 4 月，收修改稿： 2013 年 6 月 * 国家高技术发展计划（ 863） 项目（ No． 2011AA11A257） 资助 ＊＊Corresponding author e-mail： puwh@ tsinghua． edu． cn
第 11 期
万文博等 锂硫电池最新研究进展
Key words lithium-sulfur battery； sulfur-based composite cathode； electrolytes； lithium anode； cycle life
Contents
1 Introduction 2 Lithium sulfur battery system 3 Cathode materials of lithium sulfur battery 3. 1 Metal sulfides 3. 2 Organic sulfides 3. 3 Sulfur / metallic oxide composite materials 3. 4 Sulfur / carbon composite materials 3. 5 Sulfur / polymer composite materials
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5. 4 Pre-passivation of lithium 6 Li-S cell configuration 7 Conclusion and outlook
1 引言
锂离子二次电池因具有工作电压高、能量密度 大（ 重量轻） 、无记忆效应、循环寿命长以及无污染 等优点，近 年 来，已 经 成 为 各 类 电 子 产 品 的 首 选 电 源。但是随着移动互联网时代的来临、电子设备小 型化以及电动自行车、电动汽车、大型储能电站进入 大规模发展和应用阶段，对锂离子二次电池提出了 更高比 容 量 的 要 求［1，2］。在 锂 离 子 二 次 电 池 体 系 中，相对于负极材料（ 如石墨和硅负极材料的理论 比容量分 别 为 372 mAh / g［3］、4200 mAh / g［4，5］） ，低 比容量的正极材料（ LiFePO4 和 LiCoO2 理论比容量 分别为 170 mAh / g［6—8］、274 mAh / g［9］） 一直是制约 其发展的主要因素。因此，开发一种比容量高、循环 寿命长、安全性能高的正极材料尤为重要。作为正 极材料，单质硫具有最高的理论比容量（ 1675 mAh / g） ，理论比能量为 2600 Wh / kg，此外，单质硫还具有 低毒性、存储量大、价格低廉等优势［10—12］。因此，单 质硫是一种非常具有应用前景的正极材料。
图 1 锂硫电池原理示意图［2］ Fig． 1 Schematic illustration of a typical lithium-sulfur battery［2］
3 锂硫电池正极材料
早在 1962 年，Herbet 和 Ulam 最先将硫作为正 极材料［22］。但 是 初 期，人 们 只 是 单 纯 地 将 单 质 硫 粉、导电剂、粘结剂机械混合作为正极。随后，为了 提高其循环稳定性、库仑效率以及硫的利用率等，对 其做了大量的改性研究，例如合成二元金属硫化物、 有机硫化物、硫 / 金属氧化物复合材料、硫 / 碳复合材 料、硫 / 聚合物复合材料等。 3. 1 二元金属硫化物
31
MoS2 nanoflakes 1200
Wang 等［27］ 利 用 溶 剂 热 法 合 成 出 了 Ni3 S2 和 Ni7 S6 -NiS 两种硫化物，Ni7 S6 -NiS 较 Ni3 S2 显示出了 更好的循环性能，循环 20 次比容量为 400 mAh / g。
Yufit 等［28］利用恒电流在 Ni 基底上沉积 出 了 FeSx 薄膜，该薄膜厚度为 0. 6—1μm，无定形多孔海 绵状结构，由 FeS、FeS2 、非化学计量比的 FeS1 + x以及 铁的氧化物等成分组成。1 C 下充放电 650 次，单 次循环容量损失不高于 0. 06% 。
initial discharge cycling
metal sulfide
capacity /
performance /
ref
mAh·g － 1
mAh·g － 1
crystalline SnS2 600
10th 400
29
CoS0. 92·9H2 O
700
20th 500
30
ZnS
1500
40th 400
二元金属硫化物是锂硫电池发展初期研究比较 多的材料，它们一般具有较大的理论比容量，并且合 成简单。但是由于安全问题、功率密度较低、电活性 以及硫利用率较低等问题而受到限制。二元金属硫 化物的合成方法除了常见的高温固相合成、机械球 磨法外，还有溶剂热法、电化学沉积法等。二元金属 硫化物 作 为 正 极 材 料 的 充 放 电 机 理 有 以 下 两 种： （ 1） 生成嵌锂化合物（ 如 TiS2 ） ； （ 2） 与氧化物生成类 似的金属单质和 Li2 S（ 如 Cu2 S、NiS、CoS） 。 ［23—25］
关键词 锂硫电池 硫基复合正极 电解质 锂负极 循环寿命 中图分类号： O646. 21； TM911 文献标识码： A 文章编号： 1005-281X（ 2013） 11-1830-12
Ｒesearch Progress in Lithium Sulfur Battery
Wan Wenbo Pu Weihua＊＊ Ai Desheng （ Institute of Nuclear and New Energy Technology，Tsinghua University，Beijing 100084，China）
第 25 卷 第 11 期 2013 年 11 月
化学进展
PＲOGＲESS IN CHEMISTＲY
Vol． 25 No． 11 Nov． ，2013
锂硫电池最新研究进展*
万文博 蒲薇华＊＊ 艾德生
（ 清华大学核能与新能源技术研究院 北京 100084）
摘 要 锂硫电池的理论能量密度为 2600 Wh / kg，是锂离子二次电池的 3—5 倍，是极具应用前景的电 化学储能体系，近年来引起了研究人员的广泛关注。人们在维持电极结构稳定性、提高硫的利用率和加强电 池循环寿命等方面开展了大量的研究工作。本文综述了锂硫电池的最新研究进展，从硫正极材料复合改性、 不同种类电解质、锂负极保护、电池结构设计等 4 个方面进行了总结，分析了影响锂硫电池比容量、循环稳定 性的主要因素，最后展望了锂硫电池未来的发展趋势。
Han 等［26］分别用球状金属镍、片状金属镍、丝 状金属镍和单质硫粉进行球磨，制备出了 NiS 材料。
·1832·
化学进展
第 25 卷
结果显示，利用丝状金属镍制备出的 NiS 材料具有 较高的比容量和较好的循环稳定性，初始放电比容 量为 580 mAh / g，循环 200 次后比容量保持在 550 mAh / g，是其理论比容量的 93. 2% 。Ni 和 S 可形成 多种化合物，如 NiS、Ni3 S2 ，以及一些非化学计量比 的硫化物。
锂硫电池在充放电过程中，生成的可溶于电解 液的较高价态的聚硫离子会扩散到锂负极，直接与 金属锂发生副反应，生成低价态的多硫化锂，这些低
价态的多硫化锂扩散回硫正极，生成高价态的多硫 化锂，从而产生飞梭效应。飞梭效应的产生，直接导 致了硫利用率的降低以及锂负极的腐蚀，使电池循 环稳定性变差，库仑效率降低。此外，S 的电导率极 低（ 25℃ 时，Ω = 5 × 10 － 30 S / cm） 、充放电过程中不溶 性 Li2 S 沉积在负极，锂负极有枝晶生成，S 正极会发 生体积膨胀而碎裂（ 76% ） ，这些都会导致锂硫电池 循环稳定性变差［17—21］。为了解决以上问题，研究人 员分别从正极材料改性、电解液、负极保护技术、电 池结构设计 4 个方面开展研究工作。