锂硫电池因其具有较高的理论比容量和对环境友好等优点,近来受到人们的广泛关注。然而锂硫电池在实际应用过程中还存在着许多问题。其中广为人知的是锂硫电池的放电中间产物为高价的多硫化锂,这些易溶的高价多硫化物扩散到锂负极,并与金属锂反应生成低价的多硫化物(Li2S、Li2S2),这些不溶的低价多硫化物在锂负极表面大量沉积,进一步降低了活性材料的利用率。同时还会引起锂负极的腐蚀,降低其电化学性能。上述问题是限制锂硫电池的广泛应用的重要原因。
相关发明研究主要有两个部分。一是高比能硫-碳毛毡复合正极材料的设计,其主要优点是合成方法简单,原料成本低,活性物质的面载量大,能密度高;二是设计了配制了一种新型的电解液,通过引入特定的添加剂,可以在金属锂表面形成一层保护层,不仅可以提高锂硫电池的长循环稳定性,还可以减少枝晶的产生,提高电池的安全性能;特别在商业化碳酸酯类电解液中亦展现了良好的性能。