基于固-固反应机制锂硫电池的最新研究进展

锂硫电池具有高的理论能量密度,且单质硫存在环境友好和价格低廉等优势,被认为是发展前景良好的储能器件。然而,硫在常规醚类电解液中进行充放电是基于固-液-固两相转换的反应机制,会生成溶解性较高的中间产物多硫化锂从而引发穿梭效应,导致活性物质不可逆流失和锂负极腐蚀。因此,发展不涉及液相多硫化锂溶解于电解液的固-固反应机制尤为重要。大量研究证明,通过优化正极材料设计、调控电解质体系及其协同设计等策略,可实现硫正极的固-固反应机制,避免多硫化锂溶解于电解液,从而提升锂硫电池的电化学性能。主要综述了硫正极实现固-固机制的可行途径并进行了机理探讨,最后对构筑高能量密度实用化锂硫电池的发展提出了展望,旨在解决贫电解液条件下锂负极腐蚀和硫正极基于固-固反应机制存在反应动力学缓慢的问题。