隨著時(shí)代的發(fā)展，新能源技術(shù)的不斷的在人們生活中的應(yīng)用，人們對(duì)儲(chǔ)能材料要求的越來(lái)越高。傳統(tǒng)的鋰離子電池由于電極材料較低的理論容量，難以滿足現(xiàn)代發(fā)展技術(shù)的要求。而被認(rèn)為具有高能量電池體系之一的鋰硫電池具有相對(duì)超高的比能量，原料儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉且對(duì)環(huán)境有好等特點(diǎn)，是當(dāng)前電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)。

　　作為頗有潛力的鋰硫電池因硫?qū)щ娦苑浅２?#xff0c;不利于電池的高倍率性能，在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的可溶性多硫化合物，導(dǎo)致“穿梭效應(yīng)”出現(xiàn)，降低了電池的循環(huán)壽命等缺點(diǎn)也成為阻礙持續(xù)推廣和應(yīng)用的絆腳石。

　　針對(duì)鋰硫電池固有的缺陷，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究提出了多種解決思路，并取得了一系列的創(chuàng)新性研究成果。研究中發(fā)現(xiàn)與硫同族的硒元素具有和硫類似的轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)理，且鋰硒電池的“穿梭效應(yīng)”可以明顯得到抑制。但鋰硒電池與鋰硫電池相比，容量較低，無(wú)法滿足高比能電池的要求。針對(duì)這一問題，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究又利用硫和硒的協(xié)同作用，彌補(bǔ)各自體系的“木桶短板”，設(shè)計(jì)開發(fā)了具有雙碳雙活性物質(zhì)的新型鋰-硫（硒）電池體系。

　　該體系以殼聚糖基衍生碳為基底，三維纏繞碳納米管構(gòu)成雙碳的活性物質(zhì)載體，可有效提高三維碳載體骨架的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；通過(guò)煅燒方式負(fù)載硫-硒復(fù)合物作為活性材料，獲得具有高容量、高循環(huán)穩(wěn)定性能的鋰硫（硒）電池正極材料。研究表明，在0.5 C（1 C=1340 mA·g-1）電流密度下，電池經(jīng)過(guò)500次循環(huán)后仍保持833.2 mAh·g-1的高比容量。此外，該工作還利用簡(jiǎn)便有效的測(cè)試手段，探討此電池體系的充放電機(jī)理，得出了硫-硒復(fù)合物作為活性物質(zhì)的反應(yīng)機(jī)理為鋰硫和鋰硒電池基本反應(yīng)步驟的組合。

　　該研究為解決鋰硫電池的本征缺陷問題提供了新的參考思路，并為硫族元素在鋰金屬電池中的研究和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果最近發(fā)表在國(guó)際著名期刊《化學(xué)工程》上。