邹艳文，林 倩

（温州大学化学与材料工程学院，浙江省碳材料技术研究重点实验室，浙江 温州 325027）

面对能源消耗的增加和全球气候的变化，必须考虑一种可持续的、低成本的、环境友好的、高能量密度的电能存储系统。在现有的电化学系统中，锂硫电池(LSBs)的理论比容量为1675mAh·g-1，理论能量密度为2600Wh·kg-1，是具有竞争力和前景的选择[1-3]。然而，在实现商业化之前，可充电LSBs系统面临着一些主要的负面挑战，例如S和Li2S的绝缘性能，在充放电过程中硫阴极的体积会发生变化(高达80%)，可溶性中间多硫化物在阴极和阳极之间穿梭等，这将导致活性物质的利用率低，库仑效率低，电化学循环的稳定性差[4-5]。

本文综述了可用于LSBs的碳硫复合材料，研究者们提出了一些新的设计思路和方法，并获得了优异的电池性能。这些前期的努力使得高能密度LSBs的应用前景更加广阔。相信在未来几年，会有越来越多优秀的LSBs研究成果发表，从而加速LSBs的商业化。

1 锂-硫电池的反应原理

锂硫电池的工作原理是基于S8和金属Li之间的一个电化学反应过程（图1）[6-7]。正极由碳硫复合材料、导电添加剂、黏结剂、集流体等共同组成，负极是锂片，电解质是醚类电解质，隔膜是高分子材料。

图1 锂硫电池的工作原理图

在放电过程中，金属锂的正极(负极)被氧化，形成锂离子和电子，分别通过电解液和外部电路到达硫的阴极(正极)。在阴极处，硫与锂离子和电子发生反应，还原形成硫化锂。相反的情况发生在充电反应中。……