锂硫电池性能改善研究进展
锂硫电池正极研究现状及产品化前景
持８ ５ ％。 ｗｕ 等 对硫／ 碳纳米 管复合 正 极进行聚苯胺 （ Ｐ Ａ Ｎｉ ） 包覆 ， 进一步提高 硫／ 碳纳米管复合正极材料的电化学性 能， 得 到的聚 苯胺一 硫／ 多 壁碳 纳米 管 （ Ｐ ＡＮｉ — Ｓ ／ ＭＷＣ Ｎ Ｔ） 复合正极材料首次 放 电比 量高达 １ ３ ３ ４ ． ４ ｍＡ ｈ ／ ｇ ， ８ ０ 次循 环后 ， 放 电比容量仍保持９ ３ ２ ． ４ ｍＡｈ ／ ｇ ， 库 伦 效 率 是未 包 覆 正极 材 料 的 ２ 倍，
达９ ２ ． ４ ％。
等 。 ’ 将单质硫 与膨 胀石墨均匀 混合后
４ ０ ０ ℃加热 ２ ｈ， 制得 含硫 量 ６ ７ ． ２ ％（ 质
量分 数 ） 的硫 ／ 膨 胀 石 墨 复 合 正极 材 料， 电流密度 为 ０ ． ４ ｍＡ／Ｃ ｍ 时， 首 次 放 电比容量达 ９ ７ ２ ｍＡｈ／ ｇ； ２ ０ 次循环 后， 放 电比容量为 ４ ９ ７ ｍＡｈ ／ ｇ 。 （ ８ ）硫 ／石墨烯复合 正极材料 石 墨 烯 是 当 今 备受 关 注 的储 能 材料 之 一 ， 其 比表 面 积 极 高 、 电化 学
重的极化现象 。
（ ３ ）硫 ／ 多孔碳复合正极材料
环 稳定性差 等 问题 已经成为制 约其实 际应用 和产 业 化发 展 的瓶 颈。 如何 提
高 锂硫 电池 的硫利 用率 、 放 电容量 和 循环 稳定性 已经成为锂 硫 电池开 发的 研究 关键 。 本文从 正极材料 、 粘 结剂集 流体 ３ 个方 面对 锂硫 电池 的正 极部 分
制 备 了复合 正极 材料 ， 研 究 了不 同含 硫 量 的 硫／ 多 孔 碳 复 合 正 极 材 料 中 硫 的分 布情 况， 当硫 的质量 分数 小于 ３ ７ ． １ ％时 ， 硫 主要分布在直径 ＜３ ｎｍ的 孔内。 同时研究还表 明 ， 其 首次放 电比
锂硫电池综述
高性能锂硫电池的研究进展摘要：目前传统的锂离子电池在电子产品中发挥着重要作用。
然而受到其较低的理论比容量的限制(约150～200Wh/kg)，锂离子电池将难以满足人类发展的长远需求，例如电动汽车行业的发展。
锂硫电池的理论能量密度为2600Wh/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。
人们提高电极导电性、维持电极结构稳定性、提高硫的负载率和利用率以及加强电池循环寿命等方面开展了大量的研究工作。
本文将就近几年锂硫电池的发展进行相关介绍和讨论。
关键词：锂硫电池正极材料纳米结构材料改性电解质电池结构Research progress in High-Performance Lithium-SulphurBatteriesRen Guodong(School of Metallurgy and Environment, Central South University，0507110402)Abstract：Lithium-ion batteries has played an important role in the electronics at present.But due to its low theoretical energy density ,which is only 150～200Wh/kg,therefore the lithium-ion batteries cannot meet the long-term needs of society in the future,just in the case of the development of electric vehicles.Lithium-sulphur battery is a promising electrochemical energy storage system which has high theoretical energy density of 2600Wh/kg,that is 3~5 times to lithium-ion battery.And it has arised more and more attentions recently.Great efforts have been made by reseachers to improve the conductivity of the electrode , the stability of electrode structure,the loading capicity of sulphur ,the utilization efficiency of sulfur in the cathode and the enhancement of cycle life of the battery．In this paper,the recent research of lithium-sulphur battery will be analyzed and discussed.Keywords：lithium-sulphur battery cathode material nano-structure modification electrolyte cell configuration1.前言电能储存技术和设备将会在未来社会发展中成为一项十分重要的需求。
锂硫电池的研究现状与展望
单质硫的理论比容量为 1 675 mAh/ g, 与锂组装成电池, 理论比能量可达 2 600 Wh/ kg, 符合电动汽车( EV) 对电池的 要求, 也符合便携式电子产品对电池/ 轻、薄、小0 的要求。由 于硫具有来源广泛( 成 本低) 、无毒 ( 无污染 ) 等特 点, 锂硫电 池成为人们 研究的重 点[ 1] 。本 文作 者概括 了近 年来 锂硫电 池的研究现状, 并对发展前景进行了展望。
性能 。以聚苯 撑和聚苯胺为骨架的研究正在进行中[ 1] 。 312 碳硫聚合物
主链为线性 碳链, 侧链 含 S ) S 键 的碳硫聚 合物的 硫碳 比较 高, 与锂负极配合, 能组装出较高比容量的锂硫电池。
徐国祥等[ 13] 用单质硫和无水硫 化钠反应 制得三 硫化聚 乙烯( 3SPV C) 和四硫化聚乙烯( 4SP VC) , 并制 成正极 与锂负 极配合 使用。3SPVC 和 4SPV C 分别 具 有 2331 8 mA h/ g 和 30113 mA h/ g 的首次放电比容量 , 经过 10 次循 环后, 放电比 容量为 20015 mAh/ g 和 2171 0 mAh/ g 。余仲宝等[ 14] 将自制 的 S- C 复合材料、乙炔黑、聚环氧乙 烷按质量 比 70B20B10 制 成正极, 在室温下 120 mA 的首次放电容量达 1 700 mAh, 比 能量为 300 Wh/ kg; 100 mA 循环 50 次后, 容 量保 持率 约为 60% 。蔡迎军等[ 14] 将 碳炔 类似 物与 单质 硫共 热, 制备 了多 硫化碳炔, 在 1 mol/ L L iPF6 / EC+ DEC 电解 液中, 电池 的首 次放电比容 量达 799 mAh/ g , 循 环 60 次 后 的比 容量 为 520 mAh/ g , 容量保持率可达 65% 。 313 单质硫
全固态锂硫电池综述
全固态锂硫电池综述
全固态锂硫电池是一种新型的高能量密度电池，具有广阔的应用前景。
本文综述了全固态锂硫电池的研究进展和挑战。
全固态锂硫电池由固态电解质、锂金属阳极和硫正极组成。
与传统液体电解质锂硫电池相比，全固态锂硫电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命和更好的安全性能。
目前，全固态锂硫电池的电解质主要包括固态聚合物电解质和固态氧化物电解质。
固态聚合物电解质具有良好的离子导电性和机械强度，但在高温下容易熔化。
固态氧化物电解质具有较高的离子导电性和化学稳定性，但制备成本较高。
全固态锂硫电池的硫正极材料主要包括硫化物、硫化合物和硫/碳复合物。
硫化物和硫化合物具有较高的硫质量比，但容易析出多硫化物并导致电池失活。
硫/碳复合物具有良好的电化学性能和稳定性。
全固态锂硫电池面临一些挑战。
首先，全固态电解质的热稳定性和机械强度需要进一步提高。
其次，锂金属阳极的表面稳定性需要改善，以防止金属锂的表面反应和析出。
同时，硫正极材料的小颗粒尺寸和高活性也需要解决。
总之，全固态锂硫电池具有巨大的潜力，但还需要进一步的研究和开发，以解决其面临的挑战，并实现商业化应用。
MoS2-乙炔黑用于锂硫电池柔性固硫材料的研究
MoS2-乙炔黑用于锂硫电池柔性固硫材料的研究MoS2/乙炔黑用于锂硫电池柔性固硫材料的研究摘要：随着可再生能源的广泛应用和电动车辆的快速发展，锂硫电池作为一种高能量密度和环境友好的储能技术备受关注。
然而，锂硫电池在实际应用中仍然存在一些挑战，如锂架构损失、电极材料容量衰退和固硫材料的低导电性等。
为了解决这些问题，研究人员引入了MoS2和乙炔黑纳米复合材料并将其用于锂硫电池柔性固硫材料的开发。
本文将详细介绍该研究的背景、实验方法和结果，并探讨MoS2/乙炔黑材料在锂硫电池中的应用前景。
1. 引言随着可再生能源的大规模应用，能源存储技术的需求迅速增加。
锂硫电池作为一种高能量密度和环境友好的能量存储技术，在储能领域备受关注。
然而，锂硫电池在实际应用中存在一些挑战，如锂架构损失、电极材料容量衰退和固硫材料的低导电性等。
因此，寻找一种有效的固硫材料是提高锂硫电池性能的关键。
2. MoS2/乙炔黑的制备方法研究人员采用一种简单的水热法制备MoS2/乙炔黑复合材料。
首先，将MoS2和乙炔黑分散在水溶液中，并通过搅拌使其完全混合。
然后，在高温和高压条件下对混合溶液进行水热处理，最终得到MoS2/乙炔黑复合材料。
3. MoS2/乙炔黑材料的物理性质经过表征，发现制备得到的MoS2/乙炔黑复合材料具有优异的电导率和高比表面积。
这些物理性质使得该材料在锂硫电池中具有良好的应用潜力。
4. MoS2/乙炔黑材料在锂硫电池中的性能表现将制备得到的MoS2/乙炔黑材料作为固硫材料，制备锂硫电池并进行性能测试。
研究发现，MoS2/乙炔黑材料能够显著提高锂硫电池的循环稳定性和容量保持率。
此外，该材料还能减少锂架构损失，并提高锂硫电池的能量密度。
5. MoS2/乙炔黑材料的机理分析通过对锂硫电池的循环充放电过程进行分析，研究人员发现MoS2/乙炔黑材料能够促进锂硫电池中硫的迁移和嵌入/脱嵌过程。
此外，MoS2/乙炔黑材料还具有较高的导电性，有助于提高锂硫电池的电子传导性能。
锂硫电池锂负极保护策略及研究进展
锂硫电池锂负极保护策略及研究进展■ 文/王恺雯 杨 坤 唐 琼 李 璐 张逸潇 合肥工业大学电子科学与应用物理学院锂硫电池作为一种新型储能体系，具有高比容量（1675mAh/g）、高能量密度（2500Wh/kg）以及原材料价格低廉、对环境友好等优势，研究其在电动汽车、无人机、便携式电子设备和智能电网等领域的应用具有重要意义。
但锂硫电池的产业化道路仍面临重重阻碍,硫及其还原产物的绝缘性、多硫化物的穿梭效应和锂枝晶等严重影响了电池的性能。
研究人员一直以来致力于解决硫的分散和中间反应物的穿梭，并已取得良好成效，但锂金属负极存在的问题仍限制了锂硫电池的长循环寿命。
近年来，研究人员对锂负极的保护日益重视，并进行了积极广泛的探索，使锂硫电池的商业化应用又向前迈进了一步。
1 锂负极面临的问题锂是最轻的碱金属元素,也是电势最低的电极材料，相对于标准氢电极，锂的电势为-3.04V,具有极强的还原性,几乎可与所有的电解液发生反应。
锂在电极表面的生长受锂核与电极基底结合力的影响，可分为2种模式，一种是表面式生长，另一种是根植式生长[1]。
当锂与基底结合力较强时，发生表面式生长，即与电解液发生歧化反应生成电解质界面膜层（S E I），S E I层于1970年首先被发现[2]，并于1979年被正式命名[3]。
S E I层对离子导电，对电子绝缘，因其生长不均匀，不能充分钝化负极表面，导致锂持续与电解液发生反应，不仅消耗电解液，而且降低电池的库伦效率，并且较厚的S E I层阻碍了离子的扩散和迁移。
当锂与基底结合力较弱时，发生根植式生长，锂负极生成树枝状的锂枝晶。
锂枝晶的生长会使S E I层破裂，进一步消耗电解液和锂负极，枝晶生长过长还将刺破隔膜，造成电池短路，而枝晶若从基底脱落，便成为“死锂”，降低电池循环效率。
此外，锂在沉积和剥离的过程中经历大幅度的体积变化，会引发安全问题。
目前，已有很多工作被报道从不同方面来解决上述这些问题。
新能源汽车电池材料的研究进展
新能源汽车电池材料的研究进展随着全球对环境保护和可持续发展的重视，新能源汽车作为一种绿色出行方式，正逐渐成为汽车行业的主流趋势。
而新能源汽车的核心部件之一——电池，其性能和成本直接影响着新能源汽车的推广和普及。
电池材料作为决定电池性能的关键因素，一直是科研人员研究的重点领域。
本文将对新能源汽车电池材料的研究进展进行详细阐述。
目前，常见的新能源汽车电池主要有锂离子电池、镍氢电池和燃料电池等。
其中，锂离子电池凭借其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，成为新能源汽车领域应用最广泛的电池类型。
锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂（LiCoO₂）、锰酸锂（LiMn₂O₄）、磷酸铁锂（LiFePO₄）和三元材料（如LiNiCoMnO₂）等。
钴酸锂具有较高的比容量和良好的循环性能，但钴资源稀缺且价格昂贵，限制了其大规模应用。
锰酸锂成本较低，但比容量和循环性能相对较差。
磷酸铁锂具有安全性高、循环寿命长、成本低等优点，但能量密度相对较低。
三元材料通过合理调配镍、钴、锰的比例，能够在能量密度和成本之间取得较好的平衡，是当前锂离子电池正极材料的研究热点之一。
在负极材料方面，石墨是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料，其具有良好的导电性和层状结构，能够实现锂离子的嵌入和脱出。
然而，石墨的理论比容量较低，难以满足高能量密度的需求。
因此，硅基材料、金属锂等新型负极材料的研究备受关注。
硅基材料具有极高的理论比容量，但在充放电过程中会发生巨大的体积膨胀，导致电极结构破坏和容量衰减。
为解决这一问题，科研人员通过纳米化、复合化等手段对硅基材料进行改性，取得了一定的进展。
金属锂具有最高的理论比容量，但存在枝晶生长和安全性等问题，目前仍处于研究阶段。
除了正负极材料，电解质也是锂离子电池的重要组成部分。
传统的液态电解质存在易泄漏、易燃易爆等安全隐患。
固态电解质具有高安全性、高离子电导率和宽电化学窗口等优点，成为未来锂离子电池电解质的发展方向。
锂硫电池硫导电聚合物正极材料的研究进展
锂硫电池硫／导电聚合物正极材料的研究进展／俞栋等141锂硫电池硫／导电聚合物正极材料的研究进展。
俞栋，徐小虎，李宇洁，汪冬冬，周小中(西北师范大学化学化工学院，生态环境相关高分子材料教育部重点实验室，甘肃省高分子材料重点实验室，兰州730070)摘要综述了锂硫电池硫／导电聚合物正极材料的研究进展。
重点探讨了导电聚合物在硫基正极材料改性中的制备方法、结构设计，并对其中存在的问题进行了分析。
最后对硫／导电聚合物正极材料的进一步发展及商业化应用进行了展望。
关键词锂硫电池正极复合材料导电聚合物中图分类号：TM912文献标识码：A DOI：10．11896／j．iss n 1005—023X 2014．23．029Research Progress of Sulfur／ConductiVe PolymeI’s CathodeMaterials fOr Lithi叫n／SulfurBatteriesYU Dong，XU Xiaohu，LI Yuj ie，WANG Dongdong，ZHOU Xiaozhong (Key Laboratory of Eco_Environment-Related Pol珊er Materials of Ministry of Educa ti on，Ke y L ab or at o ry ofP01)咖er Materials of Gansu P rovin ce，Colle ge of Chemistry&Chemical E n gi n e e ri n g，No rt hw es t N or nl al U ni ve rs it y，L an zh ou 730070)A如sh‘act The res ear ch p r o g r e s s of sulfur／conductive polymers cath ode Imterials for hthiurn／sulfur bat te ri es is s ur n m ar i z ed T h e st r u c t u r al d e s i g n s，p r e p a r a t；o n p r o c e s se s，a n d of c o n d u c t i v e p o l y l n e r s in sulfur composites perfor_m a n c e i m pr o v e m e n t a s cathod e nlateriaIs a r e systeHlaticany discussed and problems as sociated with these rmterials a r ealso analyzed Fina l ly，t he f u rt h er de ve lop me nt an d the commercializat ion of sulfur／conductive polymers cath ode ma te—rials a re d isc uss ed．量(ey w o r d s lithium／sulfur batteries，cathode，composites，conductive polym ers减[20’2¨。
第一性原理计算在锂硫电池中的应用进展评述
第一性原理计算在锂硫电池中的应用进展评述锂硫电池（Li-S）是一种潜在的多元素锂离子电池技术，它已成为可替代传统电池技术，如锂离子电池（Li-ion）的有力竞争者。
锂硫电池的最大优势在于具有极高的比容量，其中锂离子的部分比容量达到了2560 mA h g-1。
此外，它的高能量密度，低成本和低温性能使其成为非常受欢迎的电池技术。
然而，锂硫电池的安全性与稳定性仍然是发展的一大挑战。
为了克服这些关键问题，研究人员正在利用第一性原理计算方法研究锂硫电池中的各种反应。
第一性原理计算是一种基于密度泛函理论（DFT）的计算技术，它可以精确地预测分子结构和材料性质。
综述近年来，有许多研究利用第一性原理计算来研究锂硫电池的性能。
它们的研究主要集中在四个主题上：锂硫电极材料，电极反应机制，电解液中的溶液反应和安全方面。
锂硫电极材料方面，许多研究通过第一性原理计算来优化材料晶体结构，改善其电化学性能。
此外，还研究了锂硫电极材料表面层及其反应机理以及电极/电解液界面的相互作用。
关于电极反应机制，研究表明，在Li-S电池的化学反应过程中，氯离子的增加可以阻碍Li-S的反应速率，而硫的增加则可以促进Li-S的反应，这表明锂硫电池的反应机制与氯离子和硫的组成相关。
就电解液中的溶液反应而言，锂离子在电解液中的迁移行为可以通过第一性原理计算来研究。
研究表明，氟代烃对锂离子在电解质中的迁移有很大的影响，并表明电解液结构对锂离子的迁移有很大的影响。
最后，安全方面的研究表明，第一性原理计算可以有效地模拟锂离子电池的安全方面，如电池健康监测与短路保护等。
结论本文综述了近年来第一性原理计算在锂硫电池中的应用。
研究表明，第一性原理计算可以有效解释锂硫电池中电极反应机制，电解液中溶液反应和安全方面的性质，从而进一步改善锂硫电池的性能。
未来需要进一步探讨第一性原理计算在锂硫电池技术发展中的应用。
对锂硫电池研究进展的分析
对锂硫电池研究进展的分析林义洋【摘要】锂硫电池具有理论能量密度高(2600 Wh/kg),环境友好,原材料成本较低等优势,具有很大的研究价值与利用价值,并在近年来受到学术界与工业界的广泛关注.本文对锂硫电池的工作原理及结构组成正负极材料、隔膜、电解液等进行了介绍,并分析当前锂硫电池存在的问题以及可能的解决方案,最后对其未来的研究发展和实用化进行了展望.【期刊名称】《化工管理》【年(卷),期】2017(000)022【总页数】3页(P78-80)【关键词】锂硫电池;硫正极;锂负极;隔膜;电解液【作者】林义洋【作者单位】安徽大学化学化工学院, 安徽合肥 230601【正文语种】中文Abstract:Because of the advantages of high theoretical energydensity(2600 Wh/kg),environmentally friendly and low cost of raw material，Lithium-sulfur battery has great research value and valuable,gaining intense interest both from academe and industry in recent years.In this paper,the working principle and structure of lithium sulfur battery are introduced.The current problems and possible solutions of lithium-sulfurbatteries are analyzed.Finally,the future research trend and practical application are prospected.Keywords:Lithium-sulfur battery; Sulfur cathode; Lithium anode; Separator; Electrolyte目前消费电子产业发展迅速，但是二次电池的比容量往往成为一个制约设备使用体验的限制。
2024年硫化锂市场分析现状
2024年硫化锂市场分析现状概述硫化锂是一种重要的化学品，广泛应用于电池、陶瓷、涂料等行业。
本文通过对硫化锂市场的现状进行分析，探讨硫化锂市场的发展趋势和挑战。
硫化锂市场规模根据市场调研数据，全球硫化锂市场的规模逐年扩大。
目前，全球硫化锂市场的规模已经达到XX万吨。
在亚洲地区，中国是最大的硫化锂生产国和消费国。
另外，美国、欧洲等地区也有较大规模的硫化锂生产和消费市场。
硫化锂市场应用硫化锂在锂电池行业中占据重要地位。
随着电动车市场的快速发展，全球对电池的需求也呈现出爆发式增长。
硫化锂作为锂离子电池的主要原料之一，其需求也大幅增加。
此外，硫化锂还被广泛应用于陶瓷、涂料、润滑油等领域。
硫化锂市场竞争格局全球硫化锂市场竞争激烈，市场上存在着众多的硫化锂生产企业。
这些企业之间争夺市场份额，提高产品质量与性能，降低成本，加大研发力度。
目前，行业内头部企业占据了市场的主导地位，如XX集团、XX公司等。
硫化锂市场发展趋势1.锂离子电池市场的持续增长将推动硫化锂市场的发展。
随着能源存储领域的发展，硫化锂的需求将进一步增加。
2.新能源汽车的普及将带动锂离子电池产业链的发展，从而推动硫化锂市场的扩大。
3.技术进步和创新将改善硫化锂的生产工艺和产品性能，提高市场竞争力。
硫化锂市场面临的挑战1.环保压力增大。
硫化锂的生产过程中存在一定的环境污染问题，环保要求的提高将对硫化锂生产企业造成一定的压力。
2.市场价格波动。
硫化锂的市场价格受到供需关系、原材料价格等多种因素的影响，价格波动较大，给市场参与者带来一定的风险。
总结硫化锂市场作为锂离子电池产业链的重要组成部分，具有广阔的发展前景。
随着新能源汽车市场的快速发展以及能源存储需求的增加，硫化锂市场将继续保持增长。
然而，市场竞争激烈以及环保压力等因素也将对硫化锂行业产生一定的挑战。
锂硫电池的性能和寿命研究
锂硫电池的性能和寿命研究1. 锂硫电池是一种新型的二次电池，具有高能量密度和低成本的优势，因此备受关注。
2. 然而，锂硫电池在实际应用中存在一些问题，其中性能和寿命是最为关键的挑战之一。
3. 研究人员针对锂硫电池的性能和寿命展开了深入研究，试图找到解决这些问题的方法。
4. 在提升锂硫电池性能方面，研究人员采取了多种策略。
5. 一些研究表明，通过优化正负极材料的组成和结构，可以显著提高锂硫电池的能量密度和循环稳定性。
6. 另外，纳米材料的引入也被证实可以改善锂硫电池的性能，例如纳米碳管、纳米氧化物等。
7. 此外，一些研究者还尝试使用导电聚合物涂层来提高电极的导电性，进而改善电池的性能。
8. 针对锂硫电池寿命问题，研究人员也进行了大量的探索。
9. 据研究表明，锂枣硫电池在循环过程中会出现硫枝晶的形成，导致电极结构疏松，从而降低电池的循环寿命。
10. 为了解决这一问题，一些研究者尝试引入多孔结构设计，提高硫的分散度，减少硫枝晶的形成。
11. 此外，采用功能性添加剂也被证实可以延长锂硫电池的寿命，例如锂盐添加剂、聚合物添加剂等。
12. 除了材料和结构的优化，电解液的选择也对锂硫电池的性能和寿命具有重要影响。
13. 一些研究者发现，采用高锂盐浓度和高溶剂比例的电解液可以改善电池的循环性能。
14. 同时，合理设计电解液中的添加剂种类和浓度也有助于提高锂硫电池的循环寿命。
15. 在锂硫电池性能和寿命研究领域，还有许多问题值得深入探讨。
16. 例如，如何解决锂硫电池循环过程中硫的溶解和迁移问题，以及如何提高电极材料的储硫性能等。
17. 通过不断地研究和探索，相信锂硫电池的性能和寿命将得到进一步的提升，为其在电动汽车和储能系统中的应用打下更加坚实的基础。
锂硫电池：构成、原理和发展趋势分析
锂硫电池：构成、原理和发展趋势分析锂硫电池：构成、原理和发展趋势分析摘要：锂硫电池是一种新兴的二次电池技术，具有高能量密度和优异的环保性能。
本文将首先介绍锂硫电池的构成，包括正负极材料、电解质和隔膜等组成部分。
然后，本文将详细阐述锂硫电池的工作原理，包括反应过程和电化学反应机制。
最后，我们将探讨锂硫电池的发展趋势，包括改善其循环寿命和安全性能，以及提高能量密度和功率密度的关键技术。
1. 引言锂离子电池作为一种主流的二次电池技术，在便携设备和电动汽车等领域得到了广泛应用。
然而，锂离子电池的能量密度有限，无法满足未来高能量密度电源的需求。
锂硫电池作为一种新兴的电池技术，具有较高的能量密度和优异的环保性能，受到了广泛关注。
2. 构成锂硫电池的正极材料为硫（S）或硫化物（如Li2S），负极材料为锂金属（Li）。
锂硫电池的电解质通常为锂盐（如LiTFSI）溶于有机溶剂（如聚合物电解质）。
为了防止正负极直接接触，锂硫电池中还需要添加隔膜材料作为电池的分隔层。
3. 原理锂硫电池的工作原理基于硫与锂之间的化学反应。
当锂硫电池放电时，硫与锂发生反应生成锂硫化物（Li2S）：S + 2Li+ + 2e- → Li2S而在充电过程中，锂硫化物还原为硫：Li2S → S + 2Li+ + 2e-这种反应过程是通过电化学反应实现的，也就是通过在正负极之间引入外部电路来收集和释放电子。
4. 发展趋势尽管锂硫电池具有许多优点，如高能量密度和低成本，但仍存在一些挑战需要解决。
首先，锂硫电池的循环寿命较短，这主要是由于硫的溶解和锂枝晶的形成所引起的。
为了解决这个问题，研究人员提出了各种策略，如界面改性、添加副负极和设计高稳定性的隔膜。
这些方法能够有效地提高锂硫电池的循环寿命。
其次，锂硫电池的安全性也是一个重要的问题。
硫具有高反应活性，易燃易爆，因此锂硫电池在过充放电或高温条件下容易引起安全问题。
为了提高锂硫电池的安全性，研究人员正在开发多种方法，如添加阻燃剂和抑制枝晶生长。
锂硫电池正极材料的改性研究
锂硫电池正极材料的改性研究随着能源危机的日益严重和环保意识的兴起，锂硫电池作为一种绿色能源储存技术备受瞩目。
在锂硫电池中，正极材料起到储存和释放锂离子的关键作用。
然而，锂硫电池的商业化应用还面临着一系列挑战，如容量衰减、低导电性以及多相界面问题等。
因此，对锂硫电池正极材料进行改性研究成为解决这些问题的重要途径。
一、改性方法及原理1.纳米材料改性纳米材料的加入能够形成与硫相容的微观结构，提高锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。
目前，常见的纳米改性方法包括球磨法、气相沉积法、溶剂热法等。
例如，通过球磨法可以得到具有均匀分散的锂硫复合纳米材料，提高其电化学性能。
2.碳材料改性碳材料作为一种良好的导电材料，可以有效提高锂硫电池的导电性能。
石墨烯、碳纳米管等碳材料的引入，能够提高锂离子在正极材料中的传输速率，降低电阻和极化，提高电池的循环寿命和能量密度。
3.复合改性通过复合不同材料，可以将它们的优点互补，形成性能较好的改性正极材料。
例如，将纳米二氧化钛和聚合物改性的碳材料复合，可以提高锂硫电池的导电性能和循环稳定性。
二、改性材料的性能和应用锂硫电池正极材料的改性能够显著改善电池的性能和稳定性。
首先，改性材料具有更高的硫比容量和倍率性能，从而提高了电池的能量密度。
其次，改性材料能够降低极化和电阻，提高锂离子的迁移速率。
此外，改性材料还能够抑制锂枝晶的生长，减小电池容量的衰减。
改性正极材料的应用潜力巨大。
锂硫电池具有高比能量、低成本和环保等特点，被广泛应用于电动汽车、储能系统和移动设备等领域。
改性正极材料的研究不仅可以提高锂硫电池的性能，还能够推动其在新能源领域的应用。
三、改性研究的挑战和未来展望虽然锂硫电池正极材料的改性研究取得了一些进展，但仍然存在一些挑战。
首先，改性过程需要考虑材料的成本和可扩展性。
其次，改性材料的合成方法和工艺条件需要进一步优化。
最后，改性材料在电池循环寿命和安全性方面仍然存在问题，需要更深入的研究。
锂硫电池的高能量密度与长寿命特性
锂硫电池的高能量密度与长寿命特性随着科技的不断发展，能源领域正面临着日益增长的需求和环境保护的压力。
锂硫电池作为一种新兴的储能技术受到了广泛的关注。
它以其高能量密度和长寿命特性，成为了未来可持续能源存储体系的重要组成部分。
本文将重点探讨锂硫电池的这些特性以及相关的研究进展。
1. 高能量密度锂硫电池相较于传统的锂离子电池，在能量密度方面具有明显优势。
其能量密度较高，主要源于锂硫电池具有更高的理论比容量和较低的相对分子质量。
锂硫电池的理论比容量是锂离子电池的5倍左右，使其在同等体积下能储存更多的能量。
此外，锂硫电池的正负极材料的选择和结构设计也对能量密度的提升起到了重要作用。
2. 长寿命特性锂硫电池具有更长的服务寿命，这也是其吸引人的特点之一。
与锂离子电池相比，锂硫电池的阳极和硫正极都具有高安全性和环境友好性。
此外，锂硫电池克服了锂离子电池在充放电循环次数上的限制，可实现更多的循环寿命。
近年来，许多研究人员通过材料改性、界面改良和电解液优化等方法，进一步提升了锂硫电池的循环寿命。
3. 研究进展为了充分发挥锂硫电池的高能量密度和长寿命特性，研究人员在多个方面进行了深入的研究。
首先，在阳极方面，采用导电性较好的材料可以提高锂离子的传输速率，减小电阻，从而改善电池性能。
同时，对硫正极进行改性也是提高锂硫电池性能的重要途径。
通过合成多孔结构和纳米材料，可以增加硫的负载量和稳定性，提高电池的循环寿命。
此外，优化电解液的配方和界面改良也是改善锂硫电池性能的关键。
4. 应用前景锂硫电池作为一种具有高能量密度和长寿命特性的储能技术，有着广阔的应用前景。
其在电动车、便携式电子产品以及可再生能源储能等领域具有巨大潜力。
然而，锂硫电池仍然面临着一些挑战，如低循环稳定性和电解液的热不稳定性等。
因此，进一步的研究和技术创新是必要的，以推动锂硫电池的商业化应用。
总结：锂硫电池作为一种具有高能量密度和长寿命特性的储能技术，逐渐成为可持续能源存储领域的研究热点。
高铅酸盐在锂硫电池中的应用研究
高铅酸盐在锂硫电池中的应用研究引言：锂硫电池作为一种潜力巨大的新型高能量储能装置，具有高能量密度、低成本和环保等优势。
然而，锂硫电池在实际应用中还面临一些挑战，如极低的导电性、硫化锂产物的溶解和锂架构损坏等问题。
为了解决这些问题，研究人员开始探索新型的电池材料和技术。
在这方面，高铅酸盐作为一种具有良好导电性和储锂性能的材料，引起了学术界的广泛关注。
本文将详细介绍高铅酸盐在锂硫电池中的应用研究进展。
一、高铅酸盐的特性高铅酸盐（PbSO4）是一种晶体结构稳定、导电性良好的化合物，可在锂硫电池中发挥多种作用。
首先，高铅酸盐具有高负极容量和循环稳定性，能够稳定嵌入/脱嵌锂离子，增加电池的供能性能。
其次，高铅酸盐还能够捕捉锂硫电池中产生的多余锂离子，阻止锂架构的损坏和“穿梭效应”，从而提高电池的循环寿命。
此外，高铅酸盐还能够促进锂硫电池中硫化锂的沉积，减少溶解和“极化效应”，提高电池的能量密度。
二、高铅酸盐的制备方法在锂硫电池中使用高铅酸盐，需要通过合适的制备方法来获得高质量的材料。
当前常用的制备方法包括溶液法合成、电化学沉积法、湿化学法等。
其中，溶液法合成是最常见的方法。
通过在水溶液中加入铅盐和硫酸盐，并加热搅拌反应，可以得到高纯度的高铅酸盐粉体。
此外，还可以通过调节反应条件和添加适当的表面活性剂来控制高铅酸盐的粒径和形貌，以优化其在锂硫电池中的应用性能。
三、高铅酸盐在锂硫电池中的应用研究进展1. 高铅酸盐作为锂硫电池正极材料研究人员发现，将高铅酸盐作为锂硫电池的正极材料，能够改善电池的电化学性能。
高铅酸盐可以与硫的反应产生对于锂离子导电性更好的PbS，进而促进电池中锂离子的传输和嵌入/脱嵌过程。
此外，高铅酸盐的导电性还能够提高电池的电导率，降低内阻，提高电池的充放电效率。
2. 高铅酸盐作为锂硫电池负极添加剂另一方面，研究表明，将高铅酸盐作为锂硫电池的负极添加剂，能够有效地捕获硫化物离子和多余锂离子，减轻锂架构的损坏和“穿梭效应”。
锂硫电池目前存在的问题及改进方法
锂硫电池目前存在的问题及改进方法锂硫电池的研究始于20世纪70年代，是一种由硫（S）复合正极、金属锂(Li)负极和两者之间的电解质组成的储能体系电池，相比钠离子电池，镁离子电池，铝离子电池，锌离子电池等新型二次电池体系来说，锂硫电池拥有高能量密度——2600 Wh/kg、宽的工作温度—— -30 至60 ℃，低电极材料成本，对环境污染较少，被认为是最有前途的新型二次电池体系。
其发展过程可以分为以下三个阶段：1.如何让锂硫电池变得可充电：1970—2002这一阶段，如何让锂硫电池变得可充电，其本质是寻找合适电解质，让锂离子和多硫化锂能够可逆转变，实现了电池从一次电池到二次电池的转变。
但是效果很不理想，充电只有10来次左右。
2.如何提升锂硫电池正极：2002—2014锂硫电池通过纳米碳硫复合正极和硝酸锂添加剂使得电池从最初只有几次循环寿命到上千次的循环寿命，但是致命的问题就是负极锂枝晶和死锂的形成。
3.如何保护锂硫电池负极：2014—至今如何防止锂枝晶和死锂的形成，保护锂硫负极一直是目前的研究重点。
目前在不断的研究过程中，锂硫电池主要存在以下几个方面的缺陷，总结一些改进的方法。
一．穿梭效应放电过程中的长链中间产物Li2Sn（n为4≤n≤8）易溶解在有机电解液中，导致活性物质硫的减少。
在正极溶解的长链Li2Sn穿过隔膜到负极与金属锂反应，被还原成短链的Li2Sn（n为1≤n<4）；而充电时，负极的短链Li2Sn又会穿过隔膜回到正极，被氧化成长链的Li2Sn。
这个过程就是锂硫电池的“穿梭效应”。
“穿梭效应”可导致锂硫电池中活性物质损失，金属锂负极被腐蚀，造成库仑效率低和循环寿命短等问题。
改进方法：1.对电池隔膜进行改性1）有研究者制造出了Mo S涂层的隔膜，在一定程度上良好的润湿性，可以实2现锂离子快速扩散，另外该新型隔膜还具有良好的化学吸附性能。
在一定程度上减少了穿梭效应，提高了电池的循环寿命。
锂硫电池隔膜的应用研究进展
文章编号:1001-9731(2021)02-02050-07锂硫电池隔膜的应用研究进展*杜宗玺1,汪滨1,2,华超3,杜嬛3(1.北京服装学院材料设计与工程学院,北京100029;2.北京服装学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室,北京市纺织纳米纤维工程技术中心,北京100029;3.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室,北京100190)摘要:锂硫电池存在正极活性材料导电性差㊁穿梭效应㊁锂枝晶生长等一系列问题,限制了其商业化发展㊂本文阐明了锂硫电池的工作原理和性能缺陷,介绍了隔膜改性的研究现状,从功能改性材料和静电纺丝生产工艺两方面总结了隔膜改性的主要思路和作用机理㊂关键词:锂硫电池;穿梭效应;隔膜;静电纺丝中图分类号: T B332文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001-9731.2021.02.0070引言随着电子信息时代的到来,各类电子产品如智能手机㊁可穿戴设备㊁电动汽车㊁液晶电视等的广泛应用大大提高了社会对能量的需求㊂为保持资源开发㊁环境保护和能量需求三者之间的平衡,人们一方面积极地开发可持续发展的绿色新能源,另一方面将目光放在了兼具绿色环保和高能比的储能材料上㊂而锂电池 现代最为成熟的储能技术之一,便顺理成章的成为了储能领域的研究热点㊂在锂电池 家族 中,锂离子电池最早被应用,但是传统锂离子电池的正极材料一般为锰酸锂(L i M n O2)㊁钴酸锂(L i C o O2)㊁镍酸锂(L i N i O2)和磷酸铁锂(L i F e P O4)等,理论比容量较低(L i F e P O4仅为170m A h/g[1]),使得电池体系的比能量仅为250W h/k g左右,难以满足日益增长的能量需求㊂锂硫电池属于锂电池体系,因其具备的高理论比容量被看作是下一代最有前景的二次电池体系㊂锂硫电池以硫单质(理论比容量为1675m A h/k g[2])作为正极材料,组成的电池体系理论比能量可达2600W h/ k g[3],是锂离子电池的十倍㊂除此之外,单质硫储量丰富㊁生产成本较低,而且开采过程绿色环保,故而锂硫电池是新一代较为理想的储能体系㊂锂硫电池的工作原理与传统锂离子电池不同,电池电极在充放电过程中发生的电化学反应较为复杂,存在多步㊁多次的氧化反应和还原反应㊂在放电过程中,金属锂在负极处发生氧化反应,被氧化产生锂离子和电子向正极转移㊂而在正极区域,固体单质硫首先溶解于电解液中形成液相的S8(l),S8(l)环状硫长链逐渐断裂被还原为多硫离子S2-n(2≪n≪6)溶解在电解液中,与负极区域被氧化的锂离子结合生成L i2S n,这些长链的多硫化合物再进一步被还原,形成短链的且不溶于电解液的L i2S2和L i2S沉淀[4]㊂在理想状态下,放电过程结束时S8完全被还原成S2-,而金属锂则脱离负极完全以L i2S的形式存在于电解液中,此时我们可以说正极硫的比容量达到了理想状态下的1675 m A h/g㊂充电过程与放电过程相反,锂离子被还原成固相锂沉积在负极,而低价态的硫则被逐步氧化成长链的多硫离子,最后被氧化成单质硫[5]㊂通过上述工作原理可知,锂硫电池在电化学反应过程中会产生许多可溶性的多硫化物,在放电过程中正极区域的多硫离子会在浓度差的作用下通过电池隔膜来到负极,又在电场作用下回到正极,多硫离子在充放电过程中,跨越隔膜在正负极间来回穿梭,就形成了 穿梭效应 ,显著增加了离子迁移的阻力,同时不可避免地造成了活性物质硫的不可逆损失㊂此外,溶解的多硫化物可以通过 穿梭效应 迁移到锂电极附近,与锂离子反应生成不可溶的L i2S2和L i2S沉积在负极上,进一步降低电池效率[6]㊂ 穿梭效应 示意图如图1所示㊂050202021年第2期(52)卷*基金项目:国家重点研发计划 固废资源化 专项课题5资助项目(2020Y F C1909605);国家自然科学基金资助项目(51302264);中国科学院绿色过程制造创新研究院联合基金资助项目(I A GM2020C08);北京高等学校高水平人才交叉培养 实培计划 资助项目;服装工效与功能创新设计北京市重点实验室开放课题资助项目(K Y T G0*******);北京服装学院高水平教师队伍建设专项资金资助项目(B I F T Q G201807,B I F T T D201903);北京服装学院教育教学改革重点项目(Z D J G-1903)收到初稿日期:2020-07-29收到修改稿日期:2020-11-25通讯作者:汪滨,E-m a i l:20150010@b i f t.e d u.c n;杜嬛,E-m a i l:x d u@i p e.a c.c n作者简介:杜宗玺(1998 ),女,山东济宁人,师承汪滨副教授,主要从事静电纺丝纳米纤维膜研究㊂图1 穿梭效应 示意图[6]F i g1S c h e m a t i c d i a g r a mo f"S h u t t l eE f f e c t"[6]穿梭效应 是影响电池性能的主要因素之一㊂为此,研究者们主要通过正极㊁负极㊁隔膜㊁电解质等方面的改进,抑制多硫化物的 穿梭效应 ,提高锂硫电池的循环性能和稳定性[7]㊂为了提高硫正极的导电性,研究者们通过将硫负载于导电纳米材料(碳纳米材料㊁金属化合物㊁导电聚合物等)形成复合正极的方式对硫正极进行修饰[8]㊂修饰后的锂硫电池正极导电性大幅提高,多硫化物的 穿梭效应 也在这些纳米材料提供的物理限域或化学吸附作用下得到了不同程度的改善,同时正极活性材料的利用率获得显著提升㊂为抑制充放电过程中锂负极的枝晶生长,研究者采用将金属锂纳米化的方法,降低负极的面电流密度抑制枝晶生长,保护锂负极[9]㊂在电解质的改性研究中,通过合理选择液相电解液的溶剂体系和电解液添加剂可有效改善锂硫电池系统的稳定性[10]㊂隔膜是锂硫电池的重要组成部分,其功能不仅是将正负极分隔开,避免发生短路,同时还作为正负极间的离子通道来帮助运输离子[11],故而隔膜一般需要具有一定的机械强度和化学稳定性,以及较高的电解液浸润性和持液率[12],对于锂硫电池来说,隔膜还要满足抑制多硫离子迁移的需求,为此研究人员不断探索隔膜的功能化改性㊂1锂硫电池隔膜的应用研究进展1.1功能改性材料传统的锂离子电池隔膜以微孔聚烯烃类隔膜为主,聚丙烯(P P)和聚乙烯(P E)是最为常见的传统隔膜,虽然有良好的电子绝缘性,但是无法抑制多硫离子的穿梭,无法解决锂硫电池容量衰减的问题,因此人们一直在寻找开发适合锂硫电池体系的功能化隔膜㊂目前锂硫电池常用的隔膜材料有聚偏氟乙烯(P V D F)㊁聚四氟乙烯(P T F E)㊁聚丙烯腈(P A N)等,最常用的修饰手段是用功能性材料对隔膜进行改性,这些改性材料的主要作用机理包括吸附原理㊁电荷排斥原理㊁晶格选择传导原理以及孔径筛分原理[13]㊂但在对锂硫电池隔膜进行改性时,一般不单单考虑利用其中的一个机理,往往是多方面协同作用的㊂基于此,碳材料㊁聚合物材料和无机材料等三类功能材料成为锂硫电池隔膜改性的主要选择[14-15],下面分别介绍这三类材料的研究进展㊂1.1.1碳材料碳材料具有优异的导电性能,同时兼具物理吸附功能,在吸附溶解于电解液中的多硫化物的同时,可以对电池隔膜上沉淀的 死硫 多硫离子与锂离子结合会生成不溶于有机电解液的L i2S2和L i2S沉淀在隔膜上 进行活化,起到 二次集流 的作用,大大减少活性物质的损失,提高电池容量[16]㊂碳材料是最常见的改性功能材料,其存在形式多种多样,包括导电碳黑㊁介孔碳㊁碳纳米管和石墨烯等㊂S u p e rP导电碳黑是一种导电性极佳的小颗粒碳黑,引入后可以在隔膜上构建电子快速通道,减少隔膜的电化学阻抗,同时能吸附电解液中的多硫化物,并对吸附在隔膜上的多硫化物进行活化利用㊂M a n t h i r a m 课题组首先提出了将S u p e rP导电碳黑引入锂硫电池隔膜的想法[17]㊂他们简单地用真空抽滤机将S u p e rP 抽滤在商用的C e l g a r dP P隔膜上,形成了20μm厚的沉积层,将改性隔膜组装到电池上进行电化学测试,在0.2C的倍率下,电池放电初始容量提升到了1400 m A h/g,进行充放电循环200次后,测得电池容量仍有828m A h/g,容量衰减率仅为每循环的0.2%,说明多硫化物的穿梭效应得到了有效抑制,活性物质的损失减少了㊂碳纳米管属于一维的碳材料,除了导电性能优异之外,还具有比表面积大的特点,同时方便构建出多孔网状结构,大大增强了隔膜对电解液中多硫化物的吸附㊂C h u n g等[18]将多壁碳纳米管与C e l g a r dP P隔膜进行复合,电池在1C的倍率下进行了300次充放电循环,结束时仍保留了798m A h/g的容量㊂S u等[19]通过抽滤得到了50μm厚的多壁碳纳米管薄膜,组装电池时将其放到隔膜与正极之间作为阻隔层,不仅可以拦截多硫化物,还可以充当上层集流体㊂组装好的电池在0.2C的测试倍率下循环50圈,剩余电池容量为962m A h/g,是没有阻隔层的锂硫电池的3倍㊂石墨烯属于二维薄膜状材料,易折叠㊁比表面积大㊁导电性好,与其他碳材料相比,还原氧化石墨烯独特的六元碳环单原子层结构可以通过孔径筛分的原理,为锂离子构建快速运输通道,而将体积较大的多硫化物阻隔在外㊂L i n等[20]将还原氧化石墨烯修饰在了C e l g a r dP P隔膜上,达到了阻隔多硫化物穿梭的目的,同时也提高了电池的比容量和循环寿命㊂1.1.2无机材料碳材料虽然可以吸附电解液中的可溶性多硫化物,但是大多数为物理吸附,对多硫化物的作用力不是特别强,还是会存在一些多硫化物在电解液中不断进行跨膜转移的现象㊂使用无机材料 大多为金属氧化物应用于电池中,通常通过涂覆㊁掺杂㊁共混等方式15020杜宗玺等:锂硫电池隔膜的应用研究进展对隔膜进行修饰,使隔膜带有可以对多硫化物产生化学作用的元素,以此来限制多硫化物的跨膜运输㊂其中在常规C e l g a r dP P 隔膜上进行无机材料的涂覆是制作工艺简单㊁改性性能理想的一种方法㊂A l 2O 3是较为常见的一种金属氧化物材料,A l 2O 3涂层的弯曲孔道结构被认为是可以保持物质活性的离子传导骨架,同时还可以用于捕获和沉积多硫化物㊂Z h a n g 等[21]制备了具有多孔通道的A l 2O 3涂层隔膜来构建锂硫电池体系㊂他们在组装电池时将涂覆了A l 2O 3涂层的一侧与负极相对,在0.2C 的倍率下,电池的初始放电比容量为967m A h /g,在经过50次充放电循环后,仍保留了593.4m A h /g 的放电容量㊂当放电倍率增加到1C 时,50圈后电池容量可以保持在452.6m A h /g ,是普通锂硫电池的2倍㊂介孔结构的T i O 2作为一种无碳的包覆层,也可以用作碳硫复合物的添加剂来提高锂硫电池的循环性能[22]㊂要实现这一目的,除了依靠介孔结构对多硫化物的限制作用之外,更主要的是通过T i O 2和多硫化物之间形成的S -T i -O 化学键,依靠化学吸附抑制穿梭效应㊂X i a o 等[23]将T i O 2与石墨烯(G r a p h e n e )混合后涂覆在正极材料表面作为阻隔层,大大提高了锂硫电池的库仑效率,其组装的电池结构如图2所示㊂可以与多硫化物形成化学键的金属氧化物还有M n O 2,未来也可以尝试与碳材料进行复合对隔膜改性㊂图2 G r a p h e n e /T i O 2阻隔层电池组装示意图[23]F i g 2G r a p h e n e /T i O 2b a r r i e r l a y e r b a t t e r y a s s e m b l y d i a gr a m [23]V 2O 5是电子工业中常见的一种金属氧化物,具有较高的电荷容量,是L i +良好的固态导体㊂L i 等[24]制备了对L i +导电的V 2O 5阻隔层,将其负载到隔膜上对C e l g a r dP P 隔膜进行改性,发现V 2O 5阻隔层可以让L i+快速通过,并将多硫化物拦截在正极一侧,防止多硫化物与负极材料发生不可逆的化学反应㊂对用该隔膜组装的电池进行电化学测试,在C /15的放电倍率下,电池的容量在循环了300圈之后仍可以保持在800m A h /g 以上㊂无机材料具有多孔结构㊁化学吸附特性及离子导体特性,作为修饰材料可以使隔膜功能化,金属氧化物与多硫化物之间的化学键合还可以更好地 捕捉 到多硫化物,抑制其在电解液中的穿梭㊂但是一些金属氧化物的导电性较差,在修饰隔膜时往往需要用到黏合剂,而且过多的添加金属氧化物或无机材料会降低电池的能量密度㊂1.1.3 聚合物材料聚合物是可以修饰锂硫电池隔膜的所有材料中非常重要的一类,不同功能的聚合物修饰层可以决定锂硫电池隔膜的不同表面性能㊂导电聚合物层的表面通常为微孔㊁介孔或分层多孔,可以通过孔径筛分原理阻隔多硫化物;质地薄而轻且具有导电性,既不会像碳材料一样因添加过多而影响正极硫碳比,也不同像金属氧化物因导电性差而影响电池的能量密度㊂而且导电聚合物可以带有多种类型的功能化基团,可以通过静电排斥作用和化学吸附作用抑制多硫化物的穿梭,比如可作为质子导体的导电聚合物,可以与多硫化物之间形成氢键[25]㊂除此之外,聚合物通常可以掺杂不同的原子,如氧㊁氮㊁硫㊁碘等㊂N a f i o n 是全氟磺酸树脂材料,一种可以对阳离子进行选择的商业化膜材料,该材料通常由具有磺酸官能化全氟乙烯醚侧链的四氟乙烯聚合物组成[26],是实现高电流密度和抑制多硫化物跨膜运输的理想选择㊂T a n g 等[27]在锂硫电池的正极材料和隔膜之间制备了N a f i o n 涂层,在涂覆了一层厚度适当的N a f i o n 膜后,电极上的电荷转移电阻明显降低㊂图3为有N a f i o n涂层和无N a f i o n 涂层电极的典型形貌,从图中可以看出大部分在活性材料上均匀形成的N a f i o n 涂层在电化学循环后能够保持完整性,这表明在充放电时N a -f i o n 膜在电解液中是稳定的㊂而且,N a f i o n 聚合物独特的结构和阳离子选择性使得L i +可以实现自由跨膜运输,同时通过静电排斥作用限制了多硫化物的跨膜转移,这对降低电池的 穿梭效应 ,提高电池的稳定性是极为有利的㊂图3 有无N a f i o n 涂层的电极形貌对比[27]F i g 3C o m p a r i s o n o f e l e c t r o d em o r p h o l o g y wi t h a n d w i t h o u tN a f i o n c o a t i n g[27]250202021年第2期(52)卷H a o等[28]用N a f i o n/S u p e rP复合物对锂硫电池隔膜进行改性㊂他们将N a f i o n/S u p e rP涂覆在C e l-g a r dP P隔膜朝向正极的一侧,组装后电池的原理图如图4所示㊂从图中可以看出,改性隔膜表面存在磺酸基团,与同样带负电荷的聚硫阴离子之间产生静电排斥作用,使多硫化物无法进行跨膜运输㊂对使用该隔膜的电池进行电化学性能测试,在正极为纯硫材料的情况下,测试倍率为0.1C时电池可以提供1087 m A h/g的高初始容量;在0.5C的放电倍率下,在250圈循环内电池的容量衰减率仅为每循环的0.22%㊂图4使用N a f i o n/S u p e r P修饰隔膜的L i-S电池原理图[28]F i g4S c h e m a t i c d i a g r a mo f L i-Sb a t t e r y w i t hN a f i o n/s u p e rP m o d i f i e dd i a p h r a g m[28]聚乙二醇(P E G)具有亲水㊁无毒等优点,P E G改性隔膜一般通过调控表面的亲疏水性来提高锂硫电池的电化学性能㊂W a n g等[29]将官能团化后的多壁碳纳米管和P E G复合得到P E G-M C N T材料,将其涂覆到C e l g a r dP P隔膜表面㊂经修饰后,电池隔膜的亲水表面上的电荷转移电阻明显降低,同时复合材料对多硫化物物理及化学的双重吸附作用大大加强了其对多硫化物穿梭效应的限制㊂组装该隔膜的电池,在0.5C 的放电倍率下,首圈电池容量可达到1283m A h/g,循环200次以后仍然保持在727m A h/g以上㊂导电聚合物兼有优良的导电性和化学吸附作用,是抑制穿梭效应㊁提高电池电化学性能的理想改性材料,但因其制备工艺复杂,目前可选用的导电聚合物种类较少,新型导电聚合物的探索与研发是人们对锂硫电池研究的一个重点方向㊂2静电纺丝在锂硫电池中的应用为了改进锂硫电池的性能,人们除了不断发掘各类功能材料之外,对于隔膜修饰方法也进行着不断的创新㊂目前在隔膜表面涂覆改性材料是最常见的修饰方法,但该法完全依赖于涂覆的材料赋予隔膜各项性能,存在一定的局限性㊂静电纺丝法是生产纳米纤维的常用方法,所制备的纳米纤维膜具有孔隙率高㊁结构及组成可控㊁电解液润湿性好等优点[30],将其应用到锂硫电池的隔膜改性中可以与功能材料协同改善电池缺陷,大幅提高电池性能㊂Z h u[31]等首次使用静电纺丝法制备了P A N/氧化石墨烯(G O)复合纳米纤维膜㊂P A N极性强,可纺性好;G O中的含氧负电基团,可作为L i+的迁移位点,同时利用同种电荷的静电排斥作用抑制了S2-n的迁移,从而减少了电池的自放电现象㊂实验结果表明,通过电纺制备的P A N/G O复合纳米纤维膜比C e l g a r dP P 隔膜具有更高的孔隙率和更好的电解液浸润性㊂使用P A N/G O纤维膜组装的锂硫电池在2C的高电流密度下比容量可以达到350m A h/g,而使用C e l g a r dP P 隔膜的电池比容量只能达到150m A h/g,说明复合纳米纤维膜大大提高了活性物质的利用率㊂Z h u等[32]还制备了具有双功能的双层P V D F纳米纤维膜,其结构示意图如图5(a)所示㊂P V D F因为其具有良好的化学稳定性和热稳定性[33-34],在电池隔图5(a)r G O(还原氧化石墨烯)-P V D F/P V D F隔膜结构示意图;(b)采用P P㊁P V D F和r G O-P V D F/P V D F隔膜的L i-S电池的循环性能示意图[32]F i g5rG O-P V D F/P V D F m e m b r a n es t r u c t u r ed i a g r a m a n ds c h e m a t i cd i a g r a m o f c y c l e p e r f o r m a n c eo fL i-Sb a t t e r i e sw i t hP P,P V D Fa n d r G O-P V D F/P V D F m e m b r a n e s[32]35020杜宗玺等:锂硫电池隔膜的应用研究进展膜领域一直备受青睐㊂因此,当导电r G O与P V D F结合形成双层隔膜时,P V D F可以很好地保持结构的完整性,而r G O结合层则可以在正极区域 捕捉 多硫化物㊂如图5(b)所示,使用r G O-P V D F/P V D F复合膜的电池在经过200次循环后仍然保持较高的电池容量,说明该隔膜更具有循环稳定性,r G O对 穿梭效应 的遏制大大降低了电池的容量衰减㊂L i n等[35]用静电纺丝法制备了新型P V D F/聚(4-苯乙烯磺酸)锂(P V D F/P S S L i)复合膜,有效地阻止了多硫化物在正负极区域之间往返迁移㊂复合膜的制备原理如图6所示㊂首先通过静电纺丝得到结构形貌良好的P V D F纳米纤维膜,然后将其浸渍到P S S L i溶液和交联剂中,通过控制溶液的量形成一个三明治夹层结构,再经过加热加压得到P V D F/P S S L i复合膜㊂图6 P V D F/P S S L i隔膜制备的原理示意图[35]F i g6S c h e m a t i c d i a g r a mo f p r e p a r a t i o n p r i n c i p l e o f P V D F/P S S L i d i a p h r a g m[35]在复合膜中磺酸基团为吸电子基团,对多硫阴离子具有化学吸附作用,同时P S S L i极大地填补了纳米纤维之间的孔隙并很好地覆盖了它们,磺酸基团使纳米纤维具有更强的极性和化学键,减少了纳米纤维的无序性和聚合物链之间的距离,从而提高了隔膜的结晶度㊂高结晶度膜的聚合物链之间存在较强的相互作用,在电池循环过程中对多硫化物穿梭具有较好的抑制作用㊂将该膜组装到电池中进行电化学测试,在0.2C的放电倍率下,首圈电池容量可以达到1194m A h/g,平均库仑效率97%;当放电倍率增加到0.5C时,电池表现出了优良的循环性能,在200次充放电循环过程中,每周期的容量衰减率仅为0.26%㊂刘家辉等[36]用静电纺丝法制备P A N/P V D F复合纳米纤维膜,具有三维网状结构,孔隙丰富,为无机粒子的填充提供了条件㊂再通过真空抽滤的方式将S u-p e rP㊁S i O2纳米颗粒和羧基化纳米纤维素抽滤到隔膜上,组装后与普通锂硫电池相比,电化学性能有明显提升㊂该隔膜在0.2C放电倍率下测试初始放电容量达到1268m A h/g,这是因为S u p e rP在隔膜上形成了三维导电网络,将被吸附的多硫化物进行充分活化,减少了活性物质的损失;而S i O2纳米颗粒可以对多硫化物进行化学吸附,同时,还能防止填充在网络结构中的导电碳黑颗粒掉落,造成电池短路㊂G u o等[37]通过静电纺丝法制备了一种独立的㊁柔性的T i4O7/C纳米纤维阻隔层(T C N F s),可以有效地抑制多硫化物的穿梭,降低活性物质的损失㊂他们首先将T i O2纳米颗粒超声分散在有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺(D M F)中,再加入P A N和聚乙烯吡咯烷酮(P V P),制得纺丝溶液,通过电纺技术得到纳米纤维膜㊂将掺杂了T i O2的纳米纤维膜进行预氧化和煅烧,得到T C N F s㊂T C N F s阻隔层对多硫化物具有物理屏蔽和化学吸附双重作用㊂大体积㊁高电导率的三维C N F s网络有助于多硫化物转化和电子转移,亲硫T i4O7与可溶性长链多硫化物具有较强的化学键合,有助于减少多硫化物的溶解,提高库仑效率㊂在锂硫电池中,T C N F s阻隔层显示出了优异的电化学性能,在1C的高电流密度下,1000次循环后仍可获得560m A h/g的容量㊂即使在3C的电流密度下,在2500个循环周期内,容量衰减仅为0.03%㊂目前采用静电纺丝法制备的隔膜,其孔径的大小和分布难以精确控制,因此无法实现对多硫化物和锂离子的高效筛分㊂通过表面改性或工艺参数调控来提高对隔膜孔径的控制是其主要的研发方向㊂此外,静电纺丝隔膜力学性能低是其另一个显著缺陷㊂因此,通过表面改性或其他热处理来提高静电纺丝微孔隔膜的力学性能也是其未来的研发方向㊂3结语随着科技的进步发展,多元化的电子产品逐渐成为人们生活中的常备品和必需品,大量电子产品的涌入直接导致社会对能量的需求激增,传统的电池对于当前的形势表现的后继乏力,而锂硫电池因其高理论比容量被看做是未来最有发展前景的储能系统,近十年来人们对锂硫电池进行了广泛的探索和研究,取得了大量的突破和进展,但是由于锂硫电池自身存在的缺陷,导致其商业化㊁批量化生产并不容易㊂减轻多硫化物的穿梭效应㊁促进硫的利用㊁保护负极锂是改进锂硫电池缺陷的主要研究思路,皆可以电池隔膜为立足点进行研究㊂现有的商业化隔膜在功能上显然无法满足锂硫电池的需要,因此通过隔膜功能化改性实现电池的高硫利用率㊁高库仑效率和高循环稳定性是未来先进锂硫电池的发展方向之一㊂与涂覆或复合改性商业隔膜的传统方法相比,用静电纺丝技术制备的隔膜具有三维网状结构,电解液持液率高,且比表面积大,450202021年第2期(52)卷孔隙分布和厚度均可通过纺丝工艺参数进行调控,可以充分利用空间效应㊁化学吸附和静电效应协同阻隔多硫化物的穿梭㊂若能清楚纳米纤维膜原料㊁工艺参数及改性方法对隔膜性能的影响机制,就可以在制备过程中实现对功能化电池隔膜的精准调控,从而提升锂硫电池的能量密度㊁循环稳定性及使用寿命,将锂硫电池隔膜的改性思路拓展到生产工艺上㊂但由于可用于静电纺丝的聚合物种类有限且产业化生产技术不够成熟,限制了此类功能性隔膜的基底结构和量化生产,相信未来静电纺丝技术的革新将会大大加快锂硫电池隔膜的研究进展㊂参考文献:[1] H a oG u a n n a n,Z h a n g H a o,C h e nX i a o h o n g,e t a l.E n e r g ys t o r a g em e c h a n i s mo fL i F e P O4/a c t i v a t e d c a r b o nc o m p o s-i 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锂硫电池的电化学反应机制与性能优化
锂硫电池的电化学反应机制与性能优化锂硫电池作为一种高能量密度的储能装置，受到了广泛的关注和研究。
它具有较高的比能量、较低的成本、环境友好等特点，在电动车、无人机、可再生能源储存等领域具有广阔的应用前景。
然而，锂硫电池在实际应用中仍面临着容量衰减、循环寿命短等问题，其中主要原因是与电化学反应机制紧密相关的。
本文将介绍锂硫电池的电化学反应机制，并探讨一些性能优化的方法。
1. 锂硫电池的电化学反应机制锂硫电池的正极以硫化锂（Li2S）为活性物质，负极以锂金属（Li）或锂合金为负极材料。
在充放电过程中，锂硫电池的反应可简化为以下两个半反应：正极：Li2S + 6Li+ + 6e- → 2Li2S4负极：Li → Li+ + e-即在充电时锂离子从负极迁移到正极，并与硫形成多种多余的锂硫化物（Li2Sx）。
而在放电时，锂离子从正极迁移到负极，随着锂离子的移动，锂硫化物逐渐转变为硫和锂金属。
这些反应在放电和充电过程中反复进行，从而实现锂硫电池的能量存储和释放。
2. 锂硫电池性能优化的方法2.1. 正极材料设计与改进为了优化锂硫电池的性能，可以通过设计和改进正极材料来提高其容量和循环寿命。
一种常用的方法是引入多孔材料，如碳纳米管、石墨烯等，用于增加电极的表面积和散流通道，从而提高锂硫化物的嵌入/脱嵌速率。
此外，合成具有良好导电性和导化性能的材料，如导电聚合物、导电纳米颗粒等，可提高电极的导电性和锂离子的迁移速率，进而提高锂硫电池的性能。
2.2. 电解液优化电解液是锂硫电池中发挥重要作用的组成部分之一。
优化电解液可以改善锂硫电池的性能。
传统的电解液一般采用有机溶剂，如碳酸酯类、二甲醚等。
然而，这些溶剂在充放电过程中容易发生腐蚀和极化现象，导致锂硫电池的循环寿命降低。
因此，研究人员提出了一些新型电解液，如聚合物电解质、无机盐电解液等，可以提高锂硫电池的电化学稳定性和循环寿命。
2.3. 硫正极的包覆和修饰硫正极的包覆和修饰是提高锂硫电池性能的重要策略之一。
锂硫电池用多硫化物阴极材料的研究与应用
锂硫电池用多硫化物阴极材料的研究与应用随着能源危机愈演愈烈以及环境污染问题日益突出，新能源的研究与开发成为了全球范围内的热点话题。
作为一种高能量密度、环境友好的电池，锂硫电池因其具有高理论比容量和低成本的优势备受关注。
而多硫化物阴极材料作为锂硫电池中的重要组成部分，其研究与应用也成为学术界和工业界共同关注的重点。
一、多硫化物阴极材料的研究进展多硫化物阴极材料是指由硫原子构成的化合物，本身具有超高的理论比容量和良好的电化学性能。
近年来，学术界在多硫化物阴极材料领域取得了诸多突破性的研究，并提出了一系列改进策略，以提高锂硫电池的循环寿命和电化学性能。
1. 多硫化物阴极材料的组成优化：人们发现，通过合理地选择硫原子的化合状态和与之配套的正极工作电压，可以显著提高多硫化物阴极材料的性能。
例如，组合利用低价和高价态硫原子可以减小电池中的极化现象，从而实现更高的放电容量。
2. 多硫化物阴极材料的结构调控：合理控制多硫化物阴极材料的微观结构对电化学性能的提升起到了至关重要的作用。
通过调控材料的晶界、孔隙结构等参数，可以有效改善电池的循环寿命和稳定性。
3. 多硫化物阴极材料的导电增强：由于多硫化物材料具有较差的电子和离子导电性能，人们通过添加导电剂或调控多硫化物生成机理等手段，改善了多硫化物阴极材料的电化学活性和容量保持率。
二、多硫化物阴极材料在锂硫电池中的应用多硫化物阴极材料的研究进展使得锂硫电池在储能领域得到了空前的发展。
锂硫电池不仅具有高能量密度和低成本的特点，还具备了良好的环境友好性。
因此，其在电动汽车、储能设备和可穿戴设备等领域的应用前景非常广阔。
1. 电动汽车领域：多硫化物阴极材料在锂硫电池中的应用使得电动汽车的续航里程大幅提升，极大地改善了电动汽车的实用性和竞争力。
此外，锂硫电池具有低成本、无毒环保等特点，能够有效解决传统电动汽车电池的资源稀缺和环境污染问题。
2. 储能设备领域：多硫化物阴极材料在锂硫电池中的高能量密度特性使其成为储能设备的理想选择。
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逆性差等，限制了它的商业应用。本 文 从 正 极 材 料、电 解 质、 锂负极保护等方面介绍了近年来改善锂硫电池性能的研究 方 案 ，并 提 出 今 后 重 点 研 究 的 方 向 。
锂 硫 电 池 性 能 改 善 研 究 进 展／李 娜 等
· １９３ ·
锂硫电池性能改善研究进展＊
李 娜１，李 景 印１，李 昌 家２，郭 玉 凤３
（１ 河北科技大学理学院，石家庄 ０５００１８；２ 河北科技大学化学与制药工程学院，石家庄 ０５００１８； ３ 河北科技大学环境科学与工程学院，石家庄 ０５００１８ ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｌｉｔｈｉｕｍ ｓｕｌｆｕｒ ｂａｔｔｅｒｙ，ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｐｒｏｇｒａｍｍｅ
０ 引 言
近年来，随着电动 车 和 高 端 移 动 电 子 设 备 的 发 展，电 池 用量逐渐增多，尤 其 是 轻 便、高 能 量 密 度 且 环 保 的 二 次 电 池 更受到人们的关注。传统的锂二次电池比能量虽然已达到 ２５０Ｗｈ／ｋｇ［１］，但容量相 对 较 低、安 全 性 能 差、密 度 大 等 不 足 制约了其进一步发展，因此人们将目光转向新的 高 能 量 密 度 电极材料体系如锂硫电池体 系。研究发现，单 质 硫 发 生 氧 化 还原反应时是双电子 得 失，理 论 比 容 量 为 １６７２ｍＡｈ／ｇ，远 高 于传统锂离子电池，且存在２．４Ｖ 与 ２．１Ｖ 两 个 电 压 平 台，被 认为是最具潜力的新型储能材料，锂硫电池理论 比 能 量 可 达 到２６００Ｗｈ／ｋｇ［２，３］。此外，单 质 硫 在 自 然 界 储 量 丰 富 且 对 环 境友好，使其具有 极 大 研 发 价 值。 目 前，美 国 和 日 本 已 斥 资 资助锂 硫 电 池 的 研 究，并 已 有 产 品 问 世，如 美 国 Ｓｉｏｎ Ｐｏｗｅｒ 公司的产 品 比 能 量 可 达 ３５０Ｗｈ／ｋｇ，相 当 于 锂 离 子 电 池 的 １．５ 倍 ，他 们 还 计 划 将 其 比 能 量 提 高 至 ５００Ｗｈ／ｋｇ。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｓｕｌｆｕｒ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ
ＬＩ Ｎａ１，ＬＩ Ｊｉｎｇｙｉｎ１，ＬＩ Ｃｈａｎｇｊｉａ２，ＧＵＯ Ｙｕｆｅｎｇ３
（１ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００１８；２ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００１８；３ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００１８）
１ Ｌｉ／Ｓ 电 池 实 用 化 存 在 的 瓶 颈 问 题
Ｌｉ／Ｓ电池体系主要由硫正极、电解液、锂负 极 构成，其中 硫正极由单质硫、导 电 剂 和 粘 合 剂 组 成。 硫 正 极 与 电 解 液、 锂负极、添加剂等的匹配性和相合性决 定 了 电 池 的 性 能。目 前将 Ｌｉ／Ｓ电池商业化的瓶颈问题 主 要 有：（１）硫 材 料 本 身 的 缺陷，即单质硫电导率极低，需添加导电剂（如 乙 炔 黑），这 势 必会降低活性物 质 的 比 例 致 使 正 极 能 量 密 度 降 低；（２）电 池 充放电过程的难控性导致其循环寿命 低，可 逆 性 差。其 主 要 原因是充放电过程中产生的多硫化物溶解在 电 解 液 中，并 迁 移聚集形成大块硫晶体，这些大块硫晶体穿梭 在 电 解 液 中 最 终成为死硫而阻止反应，且一些聚硫离子还会 扩 散 到 锂 负 极 形成不可溶 Ｌｉ２Ｓ覆盖在载体（如碳载体）骨架上，使电池内 阻 增加，容量快速衰 减。 此 外，硫 正 极 充 放 电 时 的 体 积 膨 胀 和 收缩导致电极结构不稳 定 也 造 成 电 池 容 量 的 衰 减 。 ［７］ 因 此， 近年来研究的热点主要集中在保证硫正极的稳定性及对锂 负极进行保护，如采 用 正 极 包 覆 添 加 改 性［８］、材 料 复 合［９］、胶
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｈａｔ ｌｉｍｉｔ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｓｕｌｆｕｒ ｂａｔｔｅｒｙ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏｗ ｓｕｌｆｕｒ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ Ｌｉ２Ｓ，ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｐｏｒｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｔｈｏｄｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒ－ ｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｌｉ／Ｓ ｂａｔｔｅｒｙ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗ：ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ｃａｔｈｏ－ ｄｅ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ／ｃａｒｂｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｂｉｎｄｅｒ，ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ａｎｏｄｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｌｉｔｈｉｕｍ ｓｕｌｆｕｒ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．
摘要 介绍了影响锂硫电池实用化的瓶颈问题，如硫利用率低、不可 逆 Ｌｉ２Ｓ形 成、硫 正 极 结 构 不 稳 定 等 ；综 述 了性能改善方案，如硫正极改性、Ｓ／Ｃ 复合、合适的粘结剂、胶体电解质及锂负极保护等；最 后 提 出 了 今 后 重 点 研 究 的 方向。
关 键 词 Ｌｉ／Ｓ电池 瓶颈问题 改善方案