什么是锂硫电池，有什么优势？

锂硫电池是以高比容硫-/g为正极，高比容锂金属-/g为负极，以醚类和脂类液体为电解质（固态也可以）的可充电电池系统。使用电解液），中间一般采用多孔隔膜，其平均放电电压为2.15V。

传统锂电池的反应过程不同：1）传统锂电池是溶解-沉积过程，而锂硫电池是固-液-固过程：2）传统锂电池制成后，需要赋能在电池能够有电能之前，锂硫电池组装好之后就已经充电了。

典型的锂硫电池结构图如下：

电池反应过程：

正极：S8+16Li++16e-\8Li2S

负极：Li\ Li++e-

电池放电时，负极中的金属锂失去电子，变成锂离子进入溶液。电子通过外电路转移到正极，锂离子通过电解液迁移到正极与硫元素反应生成多硫化锂（Li2Sn，n为1≤n≤8），此步骤为硫在正极上发生的多步、多电子、多相电化学反应。反应过程中存在不同链长的Li2Sn。

反应过程中产物变化：

1）高溶解性长链结构变化：S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4

2）转变为不溶性短链结构变化：Li2S4→Li2S2→Li2S，

3）最后沉积在正极上。

锂硫电池典型充放电曲线：

该图很好地解释了锂硫电池充放电过程中各种多硫化物的转变过程和阶段。

优势：

1）理论能量密度高。以硫为阴极，硫的理论比容量为/g。现在正极材料是钴酸锂，理论比容量是/g，磷酸铁锂是/g，三元不是。超过/克。硫作为正极材料具有最高的能量密度。以硫为正极、金属锂为负极的电池，理论比容量可达/KG。但目前商业化的锂离子电池约为300WH/KG（一般用于消费电子产品），远小于/KG。如此高的能量密度，相同体积和重量的电池在实际应用中可以使用更长时间。

2）成本低。用低价硫磺替代钴、镍、锰等重金属可降低成本。

3）环保。与锂离子电池相比，不存在重金属污染。

缺点：

1）量产能量密度与理论差距较大。目前，锂硫电池仅处于研究初期，距离实际应用还有很大差距；

2）负极采用金属锂，金属锂的可去除性带来的安全问题尚未通过合适的方法得到彻底解决；

3）尚未找到合适的方案来解决梭子效应造成的循环寿命低的问题。

4）在充放电过程中，硫的体积膨胀和收缩非常大，这当然是电池寿命低的主要原因。目前没有好的办法解决。