【谋划布景】

硫算作正极材料展现出强大后劲，成为储能系统的谋划热门。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濒临锂多硫化物（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增多资本并降狡猾量密度（图1）。为处理这些问题，谋划者渐渐存眷十足无负极锂硫电板（AFLSB）。在锂化景况下的Li2S因其高能量密度和无需突出工艺法子的特质使其成为后锂电板技巧的一个有眩惑力的采用（图1a）。此外，由于不使用高活性锂金属，坐蓐进程中的安全性和材料资本均有所裁减（图1b）。可是，Li2S具有较高的体积推广率和对水分敏锐的污点，因此在电板坐蓐中必须罢休湿度，并遴选符合的集流体（CC）和SEI改性要领，以提高其沉着性和性能。

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转变 AFLSB 的锂镀层和剥离的集流体（CC）矫正类型。(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。

【成果与讨论】

AFLSB的基欢跃趣

图2. AFLSB 的责任旨趣，从十足锂化的正极（Li2S）和裸负极 CC 的启动景况起始。

与传统的锂金属负极电板比较，AFLSB领受无主负极，相同使用铜箔等裸集流体（CC），并通过充电进程将锂镀到集流体名义。这种打算不仅松开了电板的分量和资本，还裁减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十足锂化的硫正极（Li2S，LiPSs）索求，并将锂千里积到铜箔名义形成锂金属负极。在充电进程中，锂金属千里积和剥离进程会陪同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垂危。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：由于莫得弥散的锂金属，AFLSB的能量密度高于传统锂硫电板。

2、高安全性：取消锂金属负极打算大大减少了与锂金属联系的安全风险。

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，这不仅裁减了制酿资本，还简化了坐蓐工艺。

AFLSB濒临一些挑战包括：

1、锂枝晶的形成：尽管AFLSB不使用锂金属负极，但在电镀进程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进程中会熔化并迁徙到负极，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沉着性差。

3、SEI层的不沉着性：由于镀锂和剥离进程的动态性情，锂金属负极上形成的SEI层可能不沉着，从而导致电解质抓续领悟，进而消费活性锂并裁减电板容量。

集流体树立证据

图3. LiPSs 对锂镀层的益处。

刻下的集流体树立在AFLSB的谋划中获得了显贵证据，主要齐集在提高集流体的亲锂性、增多名义积以及减少锂枝晶的形成等方面。Manthiram谋划小组在2018岁首次提倡以裸铜集流体（CC）为负极、Li2S为正极的AFLSB完好意思电板，展示了LiPSs对锂镀层的有意影响。LiPSs算作高活性、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沉着性（图3c、d）。为了转变铜CC的亲锂性，Chen等东谈主领受了80 nm厚的金箔涂层，显贵提高了其亲锂性情，裁减了成核阻截，并提高了电板性能。此外，其他谋划也领受了银（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层的沉着性。

此外，Cheng等东谈主打算的三维结构集流体，通过热挥发制备带有银层的海绵铜网，不仅增多了集流体的名义积，裁减了局部电流密度，还减少了成核阻截，从而已矣了平滑的锂千里积。Weret等东谈主的谋划则深刻探讨了LiPSs氧化还原物种对锂金属千里积结构的影响，标明在电板轮回进程中，这些物种粗略复原非活性锂，并有助于保抓镀锂层的沉着性，从而提高电板的抓久性能。

电解质的发展

图4. a) 使用不同电解质的 Ni 赌钱赚钱官方登录

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