【筹商配景】

硫行动正极材料展现出弘远后劲，成为储能系统的筹商热门。锂硫电板（Li-S）表面孔量高达1672 mAh g-1，但传统的硫正极材料与纯锂金属负极的组合靠近锂多硫化物（Li2Sx）与锂金属发生副响应的问题，以及较厚的锂负极材料也会加多老本并降嚚猾量密度（图1）。为惩处这些问题，筹商者迟缓温雅扫数无负极锂硫电板（AFLSB）。在锂化现象下的Li2S因其高能量密度和无需稀奇工艺要领的特色使其成为后锂电板手艺的一个有引诱力的采用（图1a）。此外，由于不使用高活性锂金属，分娩经过中的安全性和材料老本均有所缩短（图1b）。然则，Li2S具有较高的体积延迟率和对水分敏锐的过错，因此在电板分娩中必须戒指湿度，并采用符合的集流体（CC）和SEI改性步调，以提高其踏实性和性能。

图1. (a)典型锂离子电板 (LIB)、带厚金属锂负极的锂硫电板 (LSB) 和 AFLSB 的电板体积与能量密度的关系。(b) 通过加法和减法制造工艺革命 AFLSB 的锂镀层和剥离的集流体（CC）窜改类型。(c) LSBs 的一般难点，包括正极和负极，以及在负极侧加入改性 CC。

【后果与磋议】

AFLSB的基本心趣

图2. AFLSB 的责任旨趣，从扫数锂化的正极（Li2S）和裸负极 CC 的启动现象出手。

与传统的锂金属负极电板比拟，AFLSB接管无主负极，常常使用铜箔等裸集流体（CC），并通过充电经过将锂镀到集流体名义。这种狡计不仅缩小了电板的分量和老本，还缩短了锂金属负极所带来的安全隐患。AFLSB的责任旨趣是通过锂离子从扫数锂化的硫正极（Li2S，LiPSs）索要，并将锂千里积到铜箔名义形成锂金属负极。在充电经过中，锂金属千里积和剥离经过会随同SEI的形成，这一层关于保护锂金属负极、促进锂离子传输至关紧迫。放电时，锂离子从负极复返正极，从而完成电板的电化学轮回（图2）。

AFLSB的优点包括：

1、高能量密度：由于莫得过剩的锂金属，AFLSB的能量密度高于传统锂硫电板。

2、高安全性：取消锂金属负极狡计大大减少了与锂金属相关的安全风险。

3、简化制造：无需使用薄锂金属箔，改用易于加工的铜箔集流体，这不仅缩短了制变老本，还简化了分娩工艺。

AFLSB靠近一些挑战包括：

1、锂枝晶的形成：尽管AFLSB不使用锂金属负极，但在电镀经过中仍可能在集流体名义形成锂枝晶，这些枝晶可能导致短路和容量衰减。

2、多硫化物穿梭效应：锂多硫化物在充放电经过中会熔解并迁徙到负极，与锂金属响应生成不溶性硫化物，从而导致容量衰减和轮回踏实性差。

3、SEI层的不踏实性：由于镀锂和剥离经过的动态本性，锂金属负极上形成的SEI层可能不踏实，从而导致电解质握续剖析，进而销耗活性锂并缩短电板容量。

集流体建树发扬

图3. LiPSs 对锂镀层的益处。

现时的集流体建树在AFLSB的筹商中获得了显赫发扬，主要纠合在提高集流体的亲锂性、加多名义积以及减少锂枝晶的形成等方面。Manthiram筹商小组在2018岁首次忽视以裸铜集流体（CC）为负极、Li2S为正极的AFLSB竣工电板，展示了LiPSs对锂镀层的有利影响。LiPSs行动高活性、高流动性的中间家具，不错促进锂的均匀千里积，减少不均匀性，从而提高锂千里积的踏实性（图3c、d）。为了革命铜CC的亲锂性，Chen等东说念主接管了80 nm厚的金箔涂层，显赫提高了其亲锂本性，缩短了成核膺惩，并提高了电板性能。此外，其他筹商也接管了银（Ag）、黑磷（BP）等材料进行涂层改性，进一步优化了锂的可逆千里积和SEI层的踏实性。

此外，Cheng等东说念主狡计的三维结构集流体，通过热挥发制备带有银层的海绵铜网，不仅加多了集流体的名义积，缩短了局部电流密度，还减少了成核膺惩，从而完毕了平滑的锂千里积。Weret等东说念主的筹商则深化探讨了LiPSs氧化还原物种对锂金属千里积结构的影响，标明在电板轮回经过中，这些物种粗略规复非活性锂，并有助于保握镀锂层的踏实性，从而提高电板的握久性能。

电解质的发展

图4. a) 使用不同电解质的 Ni 体育游戏app平台