【摘要】 压实密度作为硫阴极中一个不可忽略的参数，对锂硫电池的能量密度起着至关重要的作用。

锂硫(Li-S)电池由于原料丰富、环境友好、成本低和高比能量密度(2600 Wh·kg-1)而成为高能量存储装置的潜在候选)的硫阴极。特别地，能量密度是锂硫电池商业化的主要标准。

 

一般来说，硫阴极中的硫含量和质量负载对决定Li-S电池的能量密度具有共同影响。值得注意的是，在电池总重量较低的前提下，硫阴极的性能越好，能量密度越高。

 

然而，锂硫电池面临着许多严峻的挑战，还远远不能满足商业化所需的能量密度。一方面，关于硫阴极的许多科学问题的存在严重阻碍了能量密度的增加。例如，硫及其产物的绝缘性质、多硫化物的溶解和迁移以及由转化反应引起的体积膨胀容易导致硫的快速下降，进而阻碍高能量密度电池的实现。

 

另一方面，制造硫阴极的一些工业问题[例如，硫含量，粘合剂和电解质与硫的比率(E/S，单位为μL·mg-1)]在锂电池中扮演着重要的角色。为了响应更高的能量密度，应该精确设计在制造过程中影响硫阴极电化学性能的每个部件。

 

压实密度作为硫阴极中一个不可忽略的参数，对锂硫电池的能量密度起着至关重要的作用。具有1.2 g/cm-3的最佳压实密度的硫/碳阴极既能保证活性物质的良好接触，又能保证电解液的合理用量，从而提高硫的利用率，减少多硫化物向电解液中的溶解。因此，与硫/碳阴极和锂金属阳极配对的袋状电池提供了优异的比容量和显著的循环性能，这归因于颗粒之间更好的接触和更快的氧化还原动力学[1]。

 

[1]Li, J., Xiao, Z., Zhou, X. et al. The Effect of Compaction Density of Sulfur/Carbon Cathodes on the Practical Application of Li-S Pouch Cells. J. Electron. Mater. 51, 4115-4124 (2022).

 

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