锂硫电池的电解质体系

选择适当的电解质体系十分重要，因为电解质对锂硫电池的反应速率、硫的利用率、电化学反应机理、电池充放电电压等均有较大的影响。理想的锂硫电池电解质至少需要具备以下4 点：①电化学窗口较宽，性能稳定，在工作电压范围内不与正负极发生反应；②电导率高、能快速传递锂离子；③与电池正负极亲合性好；④价格便宜、环境友好等。按物质状态，锂硫电池电解质可分为液态电解质、聚合物电解质和陶瓷电解质。

（1）液态电解质

采用液态电解质的锂硫电池，其优点是活性物质利用率较高，电池的倍率性能较好，缺点是电池的循环性能较差。锂硫电池电化学反应在有机电解液中一般遵循Shuttle 机制，要求电解液能适度溶解多硫化锂，使硫的氧化还原反应顺利进行，但Shuttle 效应同时也会导致电池的库仑效率和循环性能较差。

液态电解质成分为溶剂、溶质和添加剂。溶质一般采用锂盐，如高氯酸锂（LiClO4）、六氟磷酸锂（LiPF6）、三氟甲磺酸锂[LiCF3 SO3（LiTF）]和双三氟甲烷磺酰亚胺锂[LiN（SO2 CF3） 2（LiTFSI）]等。溶剂一般采用线形或环形醚类物质，如四氢呋喃（THF）、二甲醚（DME）、二乙二醇二甲醚（DGM）、四乙二醇二甲醚（TEGDME）及其同系物等。

（2）聚合物电解质(www.xing528.com)

（3）全固态电解质

用作固体电解质的材料主要有无机材料、有机聚合物及有机-无机混合物。无机材料可细分为晶体、玻璃态和玻璃-陶瓷电解质。晶体电解质能成功制备并实现小批量生产，且其锂离子电导率比液态电解质更高。玻璃态电解质电导率较高，玻璃-陶瓷电解质有利于靠近Li-Li 链处的Li+传输。全固态无机电解质的使用温度范围比聚合物电解质更宽，安全性更好，且不溶解多硫化锂。因此，高安全性和高比能量的全固态锂硫电池也是目前研究的热点。