中國儲能網(wǎng)訊：9月6日，《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于鋰硫電池的最新研究成果的論文，并對其進(jìn)行了重點(diǎn)推送。該成果發(fā)現(xiàn)了鋰硫電池全新的界面反應(yīng)過程，這將有望突破鋰硫電池市場化應(yīng)用阻礙，即鋰硫電池壽命較短的問題。
長期以來，鋰硫電池市場化應(yīng)用的最大阻礙之一就是電池壽命較短。由于缺乏對鋰硫電池反應(yīng)機(jī)制在原子層面的直觀觀察、研究和認(rèn)識，這個問題未能得到徹底解決。此次發(fā)表的研究成果中，研究團(tuán)隊(duì)采用前沿的電子顯微系統(tǒng)，在原子層面對鋰硫電池電極和電解質(zhì)的界面反應(yīng)過程進(jìn)行了實(shí)時觀測和研究，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了其全新的界面反應(yīng)機(jī)制。基于此次發(fā)現(xiàn)的這種電荷儲存聚集反應(yīng)的新機(jī)制，篩選、設(shè)計(jì)和研發(fā)相應(yīng)的鋰硫電池的電極材料和電池體系有望從新的角度、途徑解決鋰硫電池壽命短的問題，從而解決鋰硫電池發(fā)展難題。
鋰硫電池是鋰電池的一種。硫儲量豐富、價格低，利用硫作為正極、鋰金屬作為負(fù)極的鋰硫電池，不含鎳、鈷、錳等金屬，具備低成本、高能量密度和理論容量，以及更加環(huán)保的優(yōu)勢，因而成為了新一代鋰電池的研究重點(diǎn)，是目前最具前途的“下一代鋰電池”之一。有研究成果表明，鋰硫電池的材料理論比容量和電池理論比能量分別可以達(dá)到1675mAh/g和2600Wh/kg，遠(yuǎn)高于目前廣泛應(yīng)用的鋰電池（三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池等）的比能，可支持一輛普通電動汽車的理論續(xù)航達(dá)到4000公里以上。
雖然鋰硫電池是一種鋰電池，但它與現(xiàn)在廣泛使用的鋰離子電池的工作原理有本質(zhì)不同。目前對于鋰硫電池化學(xué)反應(yīng)原理的研究大多基于計(jì)算模型的建立，通過模型從原子層面上模擬和認(rèn)識電池材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、揭示電池內(nèi)部復(fù)雜反應(yīng)過程和規(guī)律等，進(jìn)而指導(dǎo)電池體系的設(shè)計(jì)。基于此類方法可以探索鋰硫電池市場化應(yīng)用瓶頸的解決辦法，目前已有部分解決辦法但未見突破性進(jìn)展。多家化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊上刊載的文獻(xiàn)都有提到：在原子、分子層次揭示電極和電解質(zhì)界面的化學(xué)反應(yīng)，深入認(rèn)識鋰硫電池內(nèi)部實(shí)時動態(tài)反應(yīng)過程、規(guī)律和機(jī)制以及電極與電解質(zhì)界面設(shè)計(jì)調(diào)控策略，對于電池的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因而，此次發(fā)布的研究成果所采用的可觀測的方法，為后續(xù)進(jìn)一步認(rèn)識和開發(fā)鋰硫電池開辟了重要的研究路徑。
