锂硫电池硫正极催化转换反应的研究进展

• 作者: 邵钦君 陈剑
• 来源期刊: 电化学
• 关键词: 锂硫电池 硫正极 催化转换
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 查全性院士纪念专辑|Memorial Special Issue for Professor Chuansin Cha
• 页码范围: 694-715
• 页数: 22页
• 分类号: O646
• 语种: 中文
• DOI: 10.13208/j.electrochem.200654

摘要

单质硫作为电池的正极材料,其电化学过程历经多个步骤,完全放电生成最终产物是一个2电子反应.低阶多硫化锂的生成需克服一定的能垒,且由Li2S2得到一个电子还原生成Li2S的反应是速控步骤.硫正极的反应动力学是决定锂硫电池电化学性能,如比能量、比功率、低温性能等的关键因素.提高速控步骤的反应动力学还能加速可溶性多硫化锂Li2S4向不溶性Li2S2和Li2S的转化,有利于减缓或消除多硫化锂的"穿梭效应".近年,已有大量的过渡金属氧化物、硫化物、碳化物、氮化物、磷化物,单原子催化剂和氧化还原电子中继体等被应用于催化硫正极反应,提高了电极的电化学性能和循环稳定性.但是,目前详细的催化反应机制尚不完全清晰.本文重点综述了这些化合物在硫正极反应中的作用机制,总结了近年来的研究进展,并对硫正极催化转换反应的研究和发展进行了展望.