高体积能量密度锂硫电池的构建:材料和电极

摘要

锂硫电池的出现为高能量密度储能器件的发展提供了机遇,但硫的固有性质也给锂硫电池的性能突破造成瓶颈.碳纳米材料显著改善了硫正极的性能,然而从器件层面上,锂硫电池的能量密度,特别是体积能量密度还远低于预期.高硫含量、致密化硫/碳复合电极设计是解决这一问题的关键,从材料设计出发,实现材料致密化、电极厚密化和器件轻薄化,是未来锂硫电池实现高体积能量密度储能的原则.本文讨论了实现锂硫电池致密储能的研究策略,提出液相组装是实现材料致密化的有效途径,评述了高性能硫/碳复合材料的研究进展,并对锂硫电池致密储能在航天、海洋探测等领域的应用前景进行了展望.