郑鸿鹏，陈 挺，徐比翼，田 然，刘河洲，段华南，王 可，吴勇民



基于LLZO的复合电解质对Li-S电池穿梭效应的抑制

郑鸿鹏1，陈 挺1，徐比翼1，田 然1，刘河洲1，段华南1，王 可2，吴勇民2

（1上海交通大学材料科学与工程学院，金属基复合材料国家重点实验室，上海 200240；2上海空间电源研究所，空间电源技术国家重点实验室，上海 200245）

相对于传统锂离子电池，锂硫电池具有高比容量、高能量密度、环境友好等特点，因而在作为未来的动力电池和储能电池上被寄予厚望。但是，目前的锂硫电池存在穿梭效应、硫利用率低、充放电体积变化大等问题。本工作主要针对硫的穿梭效应、硫在负极材料沉积等问题开展研究。首先制备出室温离子传导率为6.4× 10-4S/cm的含锂石榴石（LLZO）固态电解质；再引入LLZO固态电解质作为隔膜，使用石墨烯气凝胶复合硫正极组装电池进行测试。充放电循环测试结果表明，该电池结构可以解决锂硫电池难以有效充电的问题，获得了接近100%的库仑效率。此外，采用XRD、SEM等检测手段分析了充放电循环后LLZO隔膜的微观物相结构，证明了LLZO能够有效阻挡多硫化物，抑制穿梭效应。

LLZO；锂硫电池；氧化石墨烯；穿梭效应；库仑效率

当今市场上快速发展的电动汽车产业、新能源储能技术、航空航天储能产业都对现阶段的电池提出了更高的要求。常规的锂离子电池经过多年的发展具有循环寿命长、工艺成熟、环境友好等优点，但仍不能满足日益增长的比容量要求。为了开发高比容量电池，20世纪60年代，通用汽车公司提出以硫为正极的锂硫电池体系。……