一維氮化釩納米線在鋰硫電池中的研究

周梓楠

（宜春市鋰電產業研究院，江西宜春，336000）

0 引言

隨著我國新能源電動汽車的快速發展，人們對電動汽車的續航里程及快速充放電性能提出了更高要求。當前以鋰離子電池為代表的新能源電池因能量密度大、平均輸出電壓高、自放電率小、無記憶效應、工作溫度范圍廣、循環壽命長、大功率充放電效率高等特點成為最具競爭優勢的能源體系［1］，并成功實現了商業化生產，但受理論容量上限的限制，其能量密度難以實現進一步突破。因此急需研制出新一代兼具高能量密度和快速充放電能力的新型綠色環保電池，以滿足新能源電動汽車快速發展的需求。

鋰硫電池，以單質硫或硫復合材料為正極、金屬鋰為負極，能獲得約6 倍于鋰離子電池的高理論能量密度（2500 Wh·Kg-1）及高理論比容量（1675 mAh·g-1）［2］，此外，其正極材料硫的礦產儲量豐富，這使得鋰硫電池的成本遠低于當前含Ni、Co、Mn 等貴元素的商用化鋰離子電池，被人們認為是下一代極具商業化大規模應用前景的能量存儲體系［3］。鋰硫電池通過單質硫與金屬鋰之間發生的電化學氧化還原反應實現充放電［4］，因此，鋰硫電池在實際化應用過程中還存在一系列問題亟待解決和突破。正極材料硫（S）及其放電終產物Li2S 的電導率較低，電池在充放電過程中電化學反應速率較慢［5］；正極材料在放電過程中，會形成臭名昭著的“穿梭效應”，并最終嚴重影響正極活性物質的有效利用率，降低電池的庫倫效率及循環穩定性［6］；……