【引言】

現(xiàn)在，可持續(xù)發(fā)展能源的迫切需要發(fā)展和完善大范圍的能量儲存的能力，例如風(fēng)能和太陽能等等。電化學(xué)儲能由于具有無污染，循環(huán)效率高，靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛研究。鋰硫電池作為電化學(xué)儲能的一種，其理論能量密度是2600WhKg-1,因此被人們認(rèn)為是最有希望成為下一代儲能電池之一。然而，該電池還存在著許多的缺陷，例如低電子電導(dǎo)率，多硫化物的沉降，體積效應(yīng)和自放電等等。另外，還有可溶性含鋰聚硫化物的生成降低了電池的性能。人們設(shè)計(jì)了一種大尺寸的半液流電池來改善電化學(xué)性能，然而在循環(huán)工程中由于大量的不可溶硫化的物的生成，導(dǎo)致電池的容量急劇下降。

【成果簡介】

最近，美國斯坦福大學(xué)崔屹教授在Nat.commun.上報道了一種采用添加廉價的硫，并且通過攪拌邊加熱的方法來激活這種非活性硫化物，從而達(dá)到抑制電池容量損失的目的。單電池的容量可達(dá)0.9Ah,體積能量密度可達(dá)95Wh/L(3MLi2S8),這個數(shù)值大概是全釩流電池的4倍。并且在高濃度的Li2S8(5M)體積能量密度可達(dá)135Wh/L。該研究首次將活性材料的負(fù)載量提高到了0.125g/cm3(約有2gS在單個電池中)，并且取得了優(yōu)異的性能。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1：方法示意圖

（a）在加熱攪拌過程中，非活性硫和硫顆粒的反應(yīng)示意圖；

（b）鋰片在反應(yīng)前后的對比圖；

（c）鋰片活化前后的對比圖；

（d）LPS流電池系統(tǒng)示意圖。

圖2：非活性硫化物與硫反應(yīng)

（a）不同反應(yīng)時間下，非活性硫與金屬鋰在DOL/DME中發(fā)生反應(yīng)；

（b）鋰片在反應(yīng)前后的對比圖；

（c）鋰片在反應(yīng)前后的Raman曲線；

（d）活化后，鋰片在5MLPS電解液下的電化學(xué)性能；

（e）活化后，鋰片在5MLPS電解液下的電壓曲線。