鋰電池體系作為一種高效的儲能裝置備受青睞，已經(jīng)廣泛用于便攜式電子器件(手機、筆記本等)，目前正應用于新能源電動汽車、智能電網(wǎng)及清潔能源(風能和太陽能)大規(guī)模儲能中，從而降低人類對化石能源的過度依賴，減低二氧化碳及相關廢棄排放，減少溫室氣體對全球氣候的影響以及對城市的空氣污染。

隨著人們對日用電子消費產(chǎn)品以及電動車要求不斷提升，迫切需要發(fā)展更高能量密度的電池體系。室溫可充放鋰-硫二次電池 (Li-S batteries) 的理論能量密度為2654 Wh/kg, 是鋰離子電池(LiCoO2/C, 脫鋰0.5，理論能量密度360 Wh/kg)理論能量密度的7倍?？沙浞配嚵螂姵仡A計能量密度可以達到350-400 Wh/kg, 有望顯著提高電動汽車的續(xù)航里程。制約可充放鋰硫電池應用的兩個核心技術難題為：在充放電過程中如何抑制中間產(chǎn)物多硫離子的溶解和如何穩(wěn)定金屬鋰負極避免產(chǎn)生鋰枝晶。

最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室(籌)的清潔能源實驗室E01組胡勇勝研究員和博士生索鎏敏等提出了一類新型雙功能電解液體系“Solvent-in-Salt”(SIS)，并將其應用于鋰硫電池中，同時解決了多硫離子溶解和穩(wěn)定金屬鋰負極兩項關鍵技術難題。通過大幅提高鋰鹽濃度，將大量自由溶劑分子與鋰鹽絡合，有效抑制了多硫離子在電解液中的溶解，有效避免了充電過程中溶解于電解液的多硫離子形成的“多硫離子穿梭”效應，防止了電池的嚴重過充現(xiàn)象，循環(huán)庫侖效率接近100%，循環(huán)穩(wěn)定性明顯提高。與此同時，較常規(guī)低鹽濃度電解液體系而言，由于高鹽濃度電解液體系具有高的陰陽離子濃度 (7 mol LiTFSI / 1L DOL-DME)，高的鋰離子遷移數(shù)(0.73)以及較高的粘度 (72 cP)，有效避免了由于金屬鋰沉積不均勻所帶來的金屬鋰枝晶生長(高鋰離子濃度有利于金屬鋰負極的均勻物質(zhì)交換;高的陰離子濃度和粘度，有助于降低金屬鋰負極表面由于陰離子耗盡所產(chǎn)生的空間電荷層，從而降低了金屬鋰非均勻沉積的電場驅(qū)動力;高粘度體系在一定程度上增加了鋰枝晶生長的阻力。)，使得金屬鋰負極在循環(huán)過程中的穩(wěn)定性大大提高。很多人會遇到這樣一種情況，明明電池沒有電了，但放一會兒再用時發(fā)現(xiàn)又有電，這就是電池的“自我充電”，現(xiàn)在小編來為大家講解為什么電池會有這樣一種現(xiàn)象。

首先我們先了解這個時候電池內(nèi)部發(fā)生了什么，以最簡單的碳鋅電池為例。拿來一根鋅棒和一根碳棒，用一根導線把它們連接起來并浸入到硫酸液體中，就做成了一個電池。電子沿著導線從鋅棒流向碳棒，在碳棒一端生成氫氣并積聚，在很短的時間內(nèi)氫氣就會覆蓋碳棒表面的大部分面積。這層氫氣阻礙了電池中進行的反應，因此看上去電池開始“沒電了”。如果把電池放上一會兒，氫氣就會散去，電池就又“恢復了活力”。

任何電池，無論是手電里的堿性電池還是汽車中的鉛蓄電池，當中都會發(fā)生這樣的過程。反應產(chǎn)物在電池兩極積聚并使反應減慢。通過讓電池“休息”，提供了一個讓反應產(chǎn)物消散的機會。電池的使用能耗越高，產(chǎn)物積聚速度就越快，因此在高能耗狀態(tài)下使用的電池看上去能恢復更多的電力。

很多以電池供電的電器都將兩節(jié)或四節(jié)電池串聯(lián)以獲得更高的電壓。如果這些電池中有一個出問題了（例如，它的反應產(chǎn)物的消散速度不像其他電池那樣快），就會使得所有電池看起來都沒電了。然而，如果分別測試這些電池，就可能會發(fā)現(xiàn)四節(jié)里面有三節(jié)都是好的。如果電池在太短的時間里就沒電了，那么測試一下所有四節(jié)電池是一個不錯的主意。把沒電的那節(jié)電池扔掉，然后繼續(xù)使用剩下的三節(jié)。