【相关布景】

硫手脚正极材料展现出庞大后劲，成为储能系统的相关热门。锂硫电板（Li-S）表模样量高达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资本并降粗劣量密度（图1）。为处分这些问题，相关者逐渐激情澈底无负极锂硫电板（AFLSB）。在锂化情景下的Li2S因其高能量密度和无需独特工艺技艺的特色使其成为后锂电板期间的一个有招引力的采用（图1a）。此外，由于不使用高活性锂金属，坐褥经过中的安全性和材料资本均有所裁汰（图1b）。然而，Li2S具有较高的体积扩张率和对水分敏锐的漏洞，因此在电板坐褥中必须放手湿度，并采纳符合的集流体（CC）和SEI改性步伐，以提高其庄重性和性能。

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立异 AFLSB 的锂镀层和剥离的集流体（CC）革新类型。(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。

【效果与接头】

AFLSB的基本心趣

图2. AFLSB 的责任旨趣，从澈底锂化的正极（Li2S）和裸负极 CC 的脱手情景脱手。

与传统的锂金属负极电板比较，AFLSB采纳无主负极，频繁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。这种蓄意不仅收缩了电板的分量和资本，还裁汰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澈底锂化的硫正极（Li2S，LiPSs）索求，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作陪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攻击。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：取消锂金属负极蓄意大大减少了与锂金属关系的安全风险。

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，这不仅裁汰了制酿资本，还简化了坐褥工艺。

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溶化并移动到负极，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庄重性差。

3、SEI层的不庄重性：由于镀锂和剥离经过的动态脾气，锂金属负极上形成的SEI层可能不庄重，从而导致电解质抓续明白，进而虚耗活性锂并裁汰电板容量。

集流体开荒阐扬

图3. LiPSs 对锂镀层的益处。

刻下的集流体开荒在AFLSB的相关中获得了显耀阐扬，主要采集在擢升集流体的亲锂性、加多名义积以及减少锂枝晶的形成等方面。Manthiram相关小组在2018年头次提议以裸铜集流体（CC）为负极、Li2S为正极的AFLSB齐备电板，展示了LiPSs对锂镀层的故意影响。LiPSs手脚高活性、高流动性的中间居品，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庄重性（图3c、d）。为了立异铜CC的亲锂性，Chen等东谈主采纳了80 nm厚的金箔涂层，显耀提高了其亲锂脾气，裁汰了成核羁系，并提高了电板性能。此外，其他相关也采纳了银（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层的庄重性。

此外，Cheng等东谈主蓄意的三维结构集流体，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，裁汰了局部电流密度，还减少了成核羁系，从而达成了平滑的锂千里积。Weret等东谈主的相关则真切计划了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，这些物种大概归附非活性锂，并有助于保抓镀锂层的庄重性，从而擢升电板的抓久性能。

电解质的发展

图4. a) 使用不同电解质的 Ni 开yun体育网