元素百科介绍全固态锂硫电池研究的进展情况。锂硫电池被认为是下一代最具发展潜力的高能密度储能设备之一，其正极材料单质硫的理论比容量和比能量可达1675 mAh/g和2567 Wh/kg，是商用锂过渡金属氧化物正极的五倍。但传统锂硫电池的安全性和循环性能差是其面临的主要挑战，严重影响了商业化进程。采用无机固体电解质取代传统有机电解质的全固体锂硫电池，可有效抑制多硫化物的产生，消除其穿梭效果，大大提高其安全性，是锂硫电池未来发展的重要方向。
全固态锂硫面临的问题和挑战
虽然全固态锂硫可以解决传统锂硫电池面临的问题，但它带来了影响全固态锂硫电池循环寿命的关键，如固体固体界面问题和应力/应变效应引起的电池容量衰减等新的挑战。近日，中国科学院宁波材料与工程研究所固态锂电池团队研究员姚霞银与马里兰大学合作设计了一种新型硫正极结构的全固态锂硫电池，通过在还原氧化石墨烯上沉积超薄(~2nm)非晶态纳米硫层，保持复合材料的高电子传导率。然后在超锂离子导体Li10geP2S12基复合材料中均匀分散还原氧化石墨烯/硫复合材料，实现高离子电导率和低应力/应变。以上还原氧化石墨烯/硫复合材料-Li10geP2S12-乙炔黑混合物为正极层，Li10geP2S12/改性Li3PS4双层电解质为固态电解质层，金属锂为负极组装全固态锂硫电池，其充放电曲线与传统锂硫电池完全不同，只有一对充放电平台，明显抑制了多硫化物的产生。以上还原氧化石墨烯/硫复合材料-Li10geP2S12-乙炔黑混合物为正极层，Li10geP2S12/改性Li3PS4双层电解质为固态电解质层，金属锂为负极组装全固态锂硫电池，其充放电曲线与传统锂硫电池完全不同，只有一对充放电平台，明显抑制了多硫化物的产生。
全固态锂硫电池研究
60°0.05C首次放电容量为1629 mAh/g，第一次，库伦效率达到90%；在0.11中表现出优异的倍率性能C，1.0C和2.0C充放电率不同，发挥1384.5、903.2和502.6 mAh/g可逆容量；1.0 C大倍率长循环充放电，循环750圈后仍能保持830mah/g的可逆容量，电池单次循环容量衰减率仅为0.015%，显示出比传统锂硫电池更高的循环性能。
