富锂硫/氧电池的电压-容量曲线。
阴离子氧化还原化学是一个新兴的研究领域，它可以为开发富锂层状氧化物等高效锂离子电池正极材料奠定基础。然而，阴离子氧化还原化学法还有明显的局限性，例如电压衰减、显著滞后现象和动力学问题。《自然·能源》杂志发文称，法兰西学院和索邦大学的研究人员对阴离子氧化还原化学，以及阻碍富锂层状材料商业化的问题进行了研究。他们设计了新型富锂层状硫化合物Li1.33-2y/3Ti0.67-y/3FeyS2，并对其性能进行了评估。研究人员Jean-Marie Tarascon在接受TechXplore采访时表示：“这项研究的目的在于突破富锂氧化物商业化的障碍。硫化物的阴离子氧化还原反应已有20余年历史，但人们的研究还不够深入，其潜在优势还未得到正确认识。”
Tarascon等通过深入研究富锂层状氧化物，更好地揭示了阴离子骨架的变化对材料性能的影响。他解释说：“为了获得有意义的结果，并对富锂氧化物/硫化物进行基准测试。我们使用了相同的实验方案，对电压滞后、电压衰减和能源效率等进行了研究。”Tarascon等在实验中发现，与其他富锂氧化物相比，新的富锂层状硫化物在经历长工作周期、低电压迟滞和快速动力学作用后，初始循环不可逆性几乎可以忽略不计，且电压衰减降低。Tarascon等认为，富锂化合物从氧配体到硫配体的转变可能对减少阴离子氧化还原反应的不利方面有帮助。然而，这种转变也存在弊端，即导致材料的氧化还原电位降低以及能量密度降低。
Tarascon等的研究为在富锂层状硫化合物中实现阴离子氧化提供了颇具价值的见解。这为设计具有更高能量效率/密度的新型锂离子电池阴极材料提供了参考。Tarascon说：“我们未来将致力于设计一种新的有氧化还原活性的富锂氧硫材料，以提高材料的氧化还原电压，并使其对在潮湿条件下更加稳定。”
科界原创
编译：德克斯特
审稿：alone
责编：张梦
期刊来源：《自然·能源》
期刊编号：2058-7546
原文链接：
https://techxplore.com/news/2019-12-obstacles-commercialization-lithium-rich-layered-sulfides.html
版权声明：本文由科界平台原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源科技工作者之家—科界App。
