双碳双活性物质的新型锂-硫（硒）电池体系打破锂硫电池的固有缺陷

随着时代的发展，新能源技术的不断的在人们生活中的应用，人们对储能材料要求的越来越高。传统的锂离子电池由于电极材料较低的理论容量，难以满足现代发展技术的要求。而被认为具有高能量电池体系之一的锂硫电池具有相对超高的比能量，原料储量丰富、价格低廉且对环境有好等特点，是当前电化学储能领域的重要研究热点。

　　作为颇有潜力的锂硫电池因硫导电性非常差，不利于电池的高倍率性能，在充放电过程中产生的可溶性多硫化合物，导致“穿梭效应”出现，降低了电池的循环寿命等缺点也成为阻碍持续推广和应用的绊脚石。

　　针对锂硫电池固有的缺陷，中国科学院青岛生物能源与过程研究提出了多种解决思路，并取得了一系列的创新性研究成果。研究中发现与硫同族的硒元素具有和硫类似的转化反应机理，且锂硒电池的“穿梭效应”可以明显得到抑制。但锂硒电池与锂硫电池相比，容量较低，无法满足高比能电池的要求。针对这一问题，中国科学院青岛生物能源与过程研究又利用硫和硒的协同作用，弥补各自体系的“木桶短板”，设计开发了具有双碳双活性物质的新型锂-硫（硒）电池体系。

　　该体系以壳聚糖基衍生碳为基底，三维缠绕碳纳米管构成双碳的活性物质载体，可有效提高三维碳载体骨架的导电性和结构稳定性；通过煅烧方式负载硫-硒复合物作为活性材料，获得具有高容量、高循环稳定性能的锂硫（硒）电池正极材料。研究表明，在0.5 C（1 C=1340 mA·g-1）电流密度下，电池经过500次循环后仍保持833.2 mAh·g-1的高比容量。此外，该工作还利用简便有效的测试手段，探讨此电池体系的充放电机理，得出了硫-硒复合物作为活性物质的反应机理为锂硫和锂硒电池基本反应步骤的组合。

　　该研究为解决锂硫电池的本征缺陷问题提供了新的参考思路，并为硫族元素在锂金属电池中的研究和应用奠定了基础。相关研究成果最近发表在国际着名期刊《化学工程》上。