锂硫电池
锂电池的一种
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锂硫电池（Lithium–sulfur batteries）[2]，全称锂硫二次电池，是以硫为正极反应物质，以金属锂为负极的一种锂电池，理论比容量和理论能量密度较高，被认为是目前最具研究价值和应用前景的高能量锂二次电池体系之一。[1]
1962年，首次提出硫作为正极材料用于电池系统中，1976年，制备出了Li-TiS2二次电池，但由于锂“枝晶”等安全性问题未能进行商业开发，后来被可充电电池取代而搁置。2009年，CMK-3电极被用于锂硫电池系统中，将电池的比容量提高到1320mAh·g-1，开启了锂硫电池研究的新篇章。[4]2021年，莫纳什能源研究所的研究人员通过添加糖，创造了一种更持久、更轻、更可持续的锂硫电池，原型电池可进行1000次充电循环。[5]2022年，德雷克塞尔大学的研究人员发现一种生产和稳定稀有硫的新方法，这种硫在碳酸盐电解质中起作用，将锂硫电池容量提高到锂离子电池的三倍，并且可持续4000次以上的再充电。[6]
锂硫电池是采用单质硫（或硫基复合材料、含硫化合物）作为正极，金属锂（或储锂材料）为负极，以S—S键的断裂或生成来实现电能与化学能相互转换。其理论比能量 高达2600W·h/kg，是钴酸锂石墨电池理论能量密度（387Wh/kg）的6倍以上。[7][1]
锂硫电池正极不存在析氧等危险的副反应，安全性较好。但也面临着活性物质利用率低、循环稳定性差、库仑效率低等问题，严重制约了其大规模商业化应用。[7][1]从实际应用角度看，锂硫电池最有可能应用 于一些需要高功率、低质量但不太追求循环寿命的特定领域。例如无人驾驶飞行器、货机、电动汽车，特别是重型汽车、潜艇、航天和便携式设备等领域。[8]