锂硫电池的独特性质，锂硫电池的独特性质有哪些呢、
来源：宝鄂实业
2019-05-06 13:19
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1)与先前大多数正极中使用的非活性材料不同，它能够在与S8（1.7-2.8V）相同的电压窗口下，醚基电解质中贡献自己的容量：4Li++4e-+Mo6S8？Li4Mo6S8。
2）该反应是嵌入的，由于LixMo6S8具有高的极化子迁移率（Mo2+？Mo3+），因此具有快速的动力学。
3）由于Mo6S8（5.04gcm-3）的理论密度远高于S8（2.07gcm-3），Mo6S8的体积能量密度实际上非常可观1400Whl-1，与LiFePO4固有的倍率能力相当。
4）通过Mo6S8的原位电化学锂化形成LixMo6S8，可以大大提高对LiPS的亲和力，从而抑制穿梭效应并增加循环稳定性。
5）Mo6S8组分改善了浆料的流变性能，HMSC浆料涂在集流体上时具有与LIB浆料相似的流动特性，它可以硬压且不易开裂，容易实现高载量，如S8为6.2mgcm-2，Mo6S8为6.1mgcm-2。
6）最后，即使在干燥后孔隙率大大降低，电解液也很容易润湿正极。
图2.HMSC和传统C/S8正极的示意图和表征。
要点4.Mo6S8的电化学作用
常规非活性主体材料往往对LiPS具有固定亲和力，而LixMo6S8不是。随着在充放电过程中其化学组成和电压的连续变化，LixMo6S8对LiPS呈现出不同的化学吸附。
StepI：预锂化
当电池最初放电至2.4V时，在硫还原前将Mo6S8锂化为Li1Mo6S8。
StepII：独特的后锂化
1）进一步放电2.3V至2.0V，Li1Mo6S8伴随着S8连续锂化为可溶性LiPS（Li2Sn，4≤n≤8）和部分不溶性短链Li2S2/Li2S。
2）进一步放电至1.9和1.7V时，Li3Mo6S8和Li4Mo6S8的出现对应于LiPS的完全转化。
后锂化中，从S8到LiPS的转变随着Li1Mo6S8向Li3Mo6S8的转变而发生，表明Li1Mo6S8/Li3Mo6S8主导LiPS的吸附。
后锂化的Mo6S8诱导两种功能：
(1)LiPS和Li1Mo6S8/Li3Mo6S8之间的相互作用通过形成Li-S键合而得到增强，有利于抑制穿梭效应并因此改善循环稳定性。
(2)LixMo6S8中的嵌入反应提供了快速的Li+传输通道，对S8实现高质量容量至关重要。
图3.LixMo6S8与LiPS相互作用的研究。
图4.Chevrel相Mo6S8在HMSC中的作用。
要点5.电化学性能和能量密度的优异性
最后，仅含约10wt％碳质材料（CNT/石墨烯），85wt％的活性(S8+Mo6S8)，5wt％粘合剂的HMSC（类似典型LIB正极）表现出良好的倍率性能(达到6mAcm-2)，并具有稳定的长期循环性。并且正极孔隙率大大降低，实现1.2μlmg-1的极低E/AM比。此外，基于混合正极和2倍过量Li金属负极，研究人员成功组装出的Ah级软包电池能够提供366Whkg-1和581Whl-1的高Eg和Ev，在综合能量密度方面优于一般Li-S电池和商业锂离子电池。
图5.Li|HMSC扣式电池的电化学性能表征。
图6.Li|HMSC电池Eg和Ev。
小结
在充放电过程中具有快速Li+传输和几乎零体积应变的Mo6S8是固定软硫物质和实现高重量容量的理想骨架。Mo6S8和S8的材料组合类似于炸药中底漆和TNT之间的关系，其中一种快速点燃而另一种具有高重量能量密度。这项工作在为开发兼具高质量/体积能量密度的锂硫电池提供了全新的新思路，为锂硫电池商业化起到了重要推动作用！
