什么是锂硫电池？

可充电锂硫 (Li-S) 电池被用于太阳能飞机演示飞行。一些科学家将锂硫电池称为锂离子 (Li-On) 电池的近亲，与锂电池相比，锂硫电池具有更高的能量密度、更轻的重量且更便宜。尽管尚未商用，但锂硫电池据说是下一代最先进的电池，很快将为我们的电子设备和电动汽车提供动力。

锂硫软包电池

 

基本特征和特点

锂硫电池的正极主要使用硫。硫是一种化学元素，通常来自石油加工的废品，使得锂硫电池成为二次电池的更便宜的替代品。由于硫的原子量轻，在给定体积内其堆积密度可以是锂离子的两倍以上，因此其能量密度比锂离子电池好数倍。一般来说，锂硫电池比传统的锂电池具有更高的存储容量、制造成本更低，并且毒性更小。

元素-硫

 

化学性质和工艺

放电过程中，Li-S 电池的阳极表面会发生一种称为锂溶解的化学过程。充电时，同一阳极表面发生反向镀锂。硫原子具有可容纳2个锂离子的特性（Li-On仅容纳0.5至0.7个锂离子），这使得Li-S电池比Li-On具有更高的锂存储密度。

设计挑战和发展

锂硫电池尚未商用的原因之一是安全考虑。硫很容易与锂结合形成化合物，这些化合物会结晶并粘在电池的阴极上。该事件在充电和放电循环期间重复发生。这会在阴极上产生机械应力，从而导致电池快速退化，在最坏的情况下，甚至会导致电池破裂。科学家们发现的另一个问题是硫和所用电解质之间会发生不必要的化学反应。当Li-S与某些类型的电解质结合时，不可逆反应导致活性硫的损失。

目前，提高锂硫电池性能的研究和开发正在进行中。在德国和加拿大，一项研究的重点是硫的表面与体积之比。其目标是提高锂硫电池充放电循环过程中发生的电化学过程的效率。一家名为 Oxis 的公司目前正在提高锂硫电池的能量密度、安全特性和循环寿命。在安全性方面，它们使用陶瓷硫化锂钝化层和不可燃电解质，以承受极端滥用情况。此外，他们声称他们的锂硫电池产品将具有 100% 可用的放电深度、无限期的保质期并且是环保的。