陈平 刘逸然 潘沛锋 方亚男 单淇 冯晓苗 刘瑞卿 林秀婧 马延文

(南京邮电大学材料科学与工程学院，信息材料与纳米技术研究院(IAM)，江苏省有机电子与信息显示协同创新中心(SICAM)，南京 210023)

便携式设备和大规模能量存储系统的不断发展和进步，使得对可再充电的高能量密度二次电池的需求也不断地增长。锂离子电池[1]已经在其中一些领域得到了广泛的应用，并且成为了其主要的储能手段[2]。然而，尽管目前的锂离子电池的性能不断提高，但其有限的容量和能量密度仍然无法满足未来的超高比能量要求。在可充电电池的可用替代品中，锂硫(Li-S)电池因其独特的性能而引起了极大的关注[3]。锂硫电池由于正极材料硫(S)具有巨大的优势，作为下一代储能设备引起了科学家们广泛的研究兴趣。硫的优点主要体现在其性质稳定、成本低、现有储存量十分丰富且具有较高的理论比容量(1 675 mAh·g-1)和能量密度(2 600 Wh·kg-1)[4]。尽管锂硫电池具有明显的优势，但是在对锂硫电池的研究中仍然面临一些挑战[5]，主要为(1)单质硫与多硫化物的导电性差，导致电池电阻过大；(2)在硫正极和锂负极之间溶解的多硫化物(PSs)所引起的“氧化还原穿梭效应”在循环期间降低系统充放电能力，降低库仑效率，导致其在实际应用中的循环寿命较短；(3)PSs 在负极与锂金属发生反应且不能完全发生还原反应，造成了负极的活性物质不可逆的损失；(4)正极在电池反应过程中发生体积膨胀，破坏电池结构，导致电池的使用寿命受到限制。……