全球能源需求的不断增长以及化石燃料消耗引起的气候变化要求实施可再生能源技术。然而,风能和太阳能发电的间歇性要求可靠的能量储存。虽然二次电池由于其模块化和便携性而成为颇具吸引力的储能设备,但目前的电池技术,如锂离子电池 (LIB),尚未达到广泛采用所需的能量密度和低成本。在迄今为止研究的各种电池化学中,锂硫 (Li-S) 电池作为 LIB 的有前途的替代品脱颖而出。锂硫电池可以实现 2,572 Wh kg -1 的高理论重量能量密度,几乎比目前的 LIB 高一个数量级。硫的储量丰富且成本低廉也使 Li-S 电池比现有的钴基 LIB 更实惠、更环保。然而,由于一种众所周知的“穿梭效应”现象,Li-S 电池的循环性较差。 1–4 在放电过程中,正极经历多电子转化过程,其中元素硫被还原为可溶性 Li 2 S x (x = 4-8),然后终止于不溶性 Li 2 S。生成的可溶性多硫化物 (PS) 可以从正极浸出到电解质中,导致活性材料损失和电极表面钝化。这种穿梭效应导致容量衰减迅速、自放电率高和电池阻抗高。缓解多硫化物浸出的一种解决方案是在正极采用硫宿主材料。为了实现最佳的活性材料利用率和循环性能,应考虑硫宿主的极性、孔隙率和电导率,因为这些特性与其能力密切相关
主要关键词