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鋰硫（Li-S）電池有望為下一代儲能系統提供高能量密度，但仍存在許多挑戰。Li-S電池遵循轉化化學，這與插層式鋰離子電池有根本的不同。近年來，人們發現電解液的化學性質及其穩定硫還原形成的多硫化物Li₂S_x物種的能力對能量密度和循環性能有著至關重要的影響。

北京大學龐全全、以色列巴伊蘭大學Doron Aurbach等人綜述了電解液的化學性質并分析了其中的多硫化物溶劑化行為。

圖1 Li-S電解液的關鍵作用

討論了溶劑化的影響因素，包括溶劑、鹽、濃度以及與多硫化物的相互作用。介紹了三種基本類型的電解質溶液：中等（常規）、少量和高度溶劑化，并對溶液化學、多硫化物溶解度、硫反應途徑、Li₂S沉積和溶液量進行了多維分析。

從副反應、表面保護膜的形成和枝晶鋰沉積等方面討論了這些溶液中鋰金屬負極的穩定性。重點是降低電解液/硫比和延長電池循環壽命的選擇。根據多方面的要求，比較了三種系統的優缺點。最后，對Li-S電池的未來發展提出了展望。

圖2 高鹽濃度電解液

圖3 高溶劑化電解液中的鋰不穩定性

Electrolyte solutions design for lithium-sulfur batteries. Joule 2021. DOI: 10.1016/j.joule.2021.06.009

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