近日，西安交大化工學院李明濤課題組在影響鋰硫電池應用的瓶頸問題上取得了突破，設計開發(fā)了一種具有二維結(jié)構(gòu)的石墨烯保護層正極材料，獲得了長循環(huán)壽命的鋰硫電池。

具體原理為，二維插層結(jié)構(gòu)的g-C3N4/石墨烯夾層，如同在電池正負極之間構(gòu)建了多層防鯊網(wǎng)，不僅能通過物理和化學雙重作用阻擋多硫化物在正負極之間穿梭，還能加快鋰離子的擴散，從而大大提升電池的循環(huán)壽命。

在我國，鋰硫電池的開發(fā)相對較晚，仍處于實驗室研發(fā)階段，實際應用非常少。鋰硫電池充放電過程中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解引起穿梭效應，也一直被視為限制其實際應用的關(guān)鍵因素。

作為對比，目前已經(jīng)批量應用的動力電池，根據(jù)2017年發(fā)布的《促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》，以及《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》，單體比能量到2020年要達到300Wh/kg以上，到2025年要達到500Wh/kg。鋰硫電池的理論能量密度超過500Wh/kg，因此被視為繼鋰離子電池之后下一代動力電池體系的發(fā)展方向。

為解決鋰硫電池的實際應用問題，包括中國科學技術(shù)大學錢逸泰院士團隊、華南理工大學王海輝團隊、中科院青島能源所先進儲能材料與技術(shù)研究組、中國廈門大學化學家NanfengZheng團隊以及上海交通大學王久林研究團隊均作出了相關(guān)的突破。

鋰硫電池是一種以硫為電池正極，金屬鋰作為電池負極的電池體系，在解決金屬Li負極易生成枝晶的安全性問題上，上海交通大學王久林研究團隊制備了一種新的鋰硫電池電解質(zhì)溶液（用雙氟磺酰亞胺鋰溶于磷酸三乙酯和高閃點氟代醚獲得了飽和電解液），與高濃度電解液相比，新的電解液成本低，粘度低而且增強了對金屬Li電極的保護，能夠有效清除Li電極的枝晶，從而清除可能存在的安全隱患，同時在60度以上高溫下提高了安全性和電化學性能。

除了科研領(lǐng)域，電池公司在積極需求技術(shù)突破中也將鋰硫電池作為技術(shù)儲備之一，上市公司中，中核鈦白、西藏城投、金路集團、國軒高科、猛獅科技等均對鋰硫電池項目有所部署。