鋰硫電池真正應用面對著什么問題？

鋰硫電池的優點非常明顯：具有非常高的理論容量；材料中沒有氧，不會發生析氧反應，因而安全性能好；硫資源豐富且單質硫價格極其低廉；對環境友好，毒性小。但鋰硫電池真正應用還面對著一些問題，重要包括：（1）導電性和導鋰性差：單質硫中硫分子是以8個S相連組成冠狀的S8，屬于典型的電子、離子絕緣體，其室溫下電導率僅為5×10-30S/cm。而且產物Li2S2和Li2S也都是電子絕緣體。因而活性物質的利用率不高、倍率性能不佳。目前重要通過制備小尺寸的硫碳復合材料來解決鋰硫電池正極材料的導電性和導鋰性問題。（2）多硫化鋰穿梭效應：在鋰硫電池充放電過程中，長鏈多硫化鋰Li2Sx（4<x≤8）會溶解至電解液中，穿過隔膜，達到負極并被還原成短鏈的多硫化鋰Li2Sx（2<x≤4）和不可溶的Li2S2、Li2S，腐蝕負極。其中可溶性的多硫化鋰還會穿過隔膜重新回到正極，這種來回穿梭的現象被稱為多硫化鋰的穿梭效應，如圖所示。此效應將導致鋰硫電池的活性物質自放電，造成材料庫侖效率不高。

（3）體積膨脹問題：硫在完全充電轉化為硫化鋰時，體積膨脹達76%，容易引起正極材料的結構被破壞，影響活性物質的穩定性，造成容量衰減。（4）金屬鋰負極：由于硫本身不含鋰原子，所以必須使用金屬鋰單質作為負極材料，但這樣一來就不可預防會出現鋰金屬的枝晶問題，帶來安全隱患。盡管鋰硫電池還存在著一些問題，近些年隨著對鋰硫電池研究的深入，通過減小硫顆粒尺寸、對硫材料進行包覆、制備硫碳復合材料、對多硫化鋰吸附、改進電解液等多種措施，在提高硫材料的容量和循環性方面取得了很多進步。

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