北理工课题组在锂硫软包电池领域发表综述文章
近日，澳门新莆京娱乐娱城前沿交叉科学研究院黄佳琦课题组在国际材料领域顶级期刊《Advanced Materials》（影响因子30.849）发表题为《Towards Practical High-Energy-Density Lithium–Sulfur Pouch Cells: A Review》的综述文章，文章系统综述了高比能锂硫软包电池的研究进展与前沿问题。本文的通讯作者为澳门新莆京娱乐娱城前沿交叉科学研究院李博权助理教授和黄佳琦教授，第一作者为澳门新莆京娱乐娱城材料学院/前沿交叉科学研究院博士研究生陈子贤。
锂硫（Li‒S）电池具有高达2600 Wh kg−1的理论能量密度，是一类重要的高比能二次电池并受到广泛的关注。然而要发挥锂硫电池的本征高能量密度优势，则需要关注锂硫电池在实用化高比能软包电池尺度的问题与挑战。
图1. 锂硫软包电池和纽扣电池的比较。
文章首先通过对比锂硫软包电池和纽扣电池的构型，关键设计参数，和性能差异（图1），突出了锂硫软包电池和纽扣电池之间的差异，强调了软包电池构型对实现高比能锂硫电池的重要意义。
图2. 前沿锂硫软包电池性能汇总。
本文进一步对锂硫软包电池研究领域进行文献学分析，并汇总了文献报导的锂硫软包电池的首圈能量密度、循环寿命、以及倍率性能（图2）。电池性能的横向比对分析表明现有的锂硫软包电池的性能存在明显“偏科”现象，如何实现兼具高比能，长循环，大倍率的锂硫软包电池是未来的关键挑战。
图3. 锂硫软包电池发展时间线。
本文对锂硫软包电池的发展脉络进行了梳理，并从失效分析，正极构筑，电解液设计，和负极保护四个方面对锂硫软包电池的研究进展进行了概述。文章指出，要实现实用化锂硫软包电池，需要加强对高比能锂硫软包电池失效机制的理解，并综合考虑多种提升策略，实现性能提升效果的最大化。最后文章从强调了软包尺度评估提升策略的重要性，并在工作和失效机制基础理解，实际工况下锂硫软包电池行为，和高比能锂硫软包电池的工程制备三方面存在的挑战和机遇进行了展望。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202201555
附作者简介：
李博权，2016年本科毕业于清华大学化学系，2020年博士毕业于清华大学化学工程系，同年加入澳门新莆京娱乐娱城前沿交叉科学研究院担任预聘助理教授/特别副研究员。主要从事锂硫电池、金属锂电池、金属空气电池等高比能二次电池的化学机制、材料构筑与器件应用等方面的研究。相关研究成果发表SCI论文90余篇，包括32篇ESI高被引论文，引用7000余次，H因子46，授权6项中国发明专利。主持国家自然科学基金等项目，入选2021年科睿唯安高被引科学家。
黄佳琦，澳门新莆京娱乐娱城前沿交叉科学研究院教授，博士生导师，九三学社社员。主要开展能源界面化学研究。发表SCI论文200余篇，其中60余篇为ESI高被引论文，H因子89。担任中国颗粒学会青年理事会理事，J. Energy Chem.、InfoMat编委，Chin. Chem. Lett.、Green Energy Environ.、Energy Mater. Adv.青年编委。曾获评2016年中国化工学会侯德榜化工科技青年奖，2018年中国颗粒学会青年颗粒学奖等；2018-2021年连续入选科睿唯安全球高被引科学家。