锂硫（Li-S）电池作为下一代高能量密度储能技术被寄予了厚望。其中S的多电子溶解-沉淀氧化还原转化为其高比能提供了极高的贡献。在正常工作的Li-S电池中，高活性的锂金属负极经常与可溶性锂多硫化物（LiPS）接触，因此不可避免地会发生寄生副反应。随着S正极从初期进入成长期，可溶性LiPS对锂金属负极的挑战逐渐成为实用化锂硫电池的障碍。

近日，清华大学张强教授综述了锂金属负极在实用化Li-S电池中面临的挑战以及应用前景。

文章要点

1）作者首先概述了Li金属负极面对来自LiPS中间体的挑战，包括可溶LiPS在大体积电解质中的形成、LiPS对Li负极的腐蚀以及对SEI的影响。接下来，总结了人们针对Li-S电池中Li金属负极保护的最新研究进展，包括抑制LiPS溶解、降低LiPS活性、强化负极/电解质界面和块状Li。此外，加速LiPS的转化动力学和采用功能中间层屏蔽LiPS也是间接降低LiPS对Li金属负极影响的有效途径。

2）作者最后通过对锂金属负极的基础性认识和实践研究，对推动实用型Li-S电池的发展提出了个人见解。指出了对于Li-S电池中锂金属负极的认识和应用还处于起步阶段，亟待深入研究，包括：i）对LiPS的基本理解；ii）Li-S电池的电解质结构研究；iii）揭示LiPSs对SEI的影响是进一步合理设计的基础；iv）电解质设计；v）低正/负极比（N/P）是提高锂负极沉积的均匀性和提高锂负极的库仑效率以延长锂硫电池寿命的关键；vi）具体、科学的用于评估锂负极保护策略的方法；vii）先进的表征和模拟手段，原位或非原位表征技术，如冷冻电镜、电化学石英晶体微天平和原子力显微镜，对于精确揭示电解质、SEI和Li⁺离子/原子输运行为至关重要。

参考文献

L.-P. Hou et al., Challenges and promises of lithium metal anode by soluble polysulfides in practical lithium–sulfur batteries, Materials Today, (2021)

DOI: 10.1016/j.mattod.2020.10.021

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.10.021