导读
便携式电子设备、电动汽车、智能输电网络等的发展对电化学储能系统提出了新的要求和挑战。固态锂硫电池因其高安全性和极高理论能量密度而受到广泛关注。硫化物固态电解质拥有高离子导率和优异的界面接触特性，适用于构建高性能的固态锂硫电池。本文从硫化物固态电解质的性质出发，针对正极侧高效载流子通道构筑和负极侧金属锂/电解质界面稳定性等问题，系统地阐述了基于硫化物固态电解质的固态锂硫电池研究进展，并指出未来的研究关键和重要发展方向。
引言
随着便携式电子设备的普及、电动汽车及混合动力汽车等的应用和推广，当今社会对于电化学储能器件的需求与日俱增，并提出了新的挑战。传统的锂离子电池受制于电极材料较低的理论容量，能量密度进一步提升的空间有限，难以支撑下一代电子设备对高能量密度储能系统的要求。因此，寻找高性能的、新体系的电池系统变得尤为重要。
目录
一、硫化物固态电解质
二、正极侧结合硫化物固态电解质的研究及应用
三、负极侧结合硫化物固态电解质的研究和应用
四、总结与展望
结语
除了硫化物固态电解质的相关性质，构建固态锂硫电池还需考虑锂硫电池本身的一些特性。针对正极侧，由于固态电解质本身不具备流动性和可溶性中间体缺失，活性物质S和Li2S本身导电性和导离子性差的弊端变得格外突出，在正极内部构建快速、高效的离子通道和电子通道尤为重要。为实现该目标，一方面可以通过活性物质的纳米化或借助纳米导电骨架来增大活性物质与固态电解质和导电剂的接触面积，进而整体上促进离子和电子的传递；另一方面可以利用原位反应包覆活性物质等手段来改善电解质/活性物质界面性质，提高离子的迁移速率。此外，通过将活性物质S与硫化物固态电解质进行化学键联获得新型的高离子导率活性物质也是从本质上解决该弊端的重要方法。针对负极侧，循环过程中金属锂与硫化物固态电解质界面的稳定性是需要考虑的关键问题，其不仅涉及金属锂和硫化物固态电解质间的化学稳定性，还和二者间的离子迁移以及金属锂的沉积-脱去性质有关。
尽管硫化物固态电解质在锂硫电池中的应用已经取得了较大的进展，但仍存在许多问题有待解决，其后续的研究仍有很大的发展空间。首先，在硫化物固态电解质方面，除了提高离子导率外，通过掺杂等方式增强其对于空气中水、氧等的稳定性对于其进一步的实际应用尤为重要；其次，正极侧离子的高效传输及离子通道结构的保持仍然是一个挑战，通过原位反应包覆等合适的方法对活性物质和固态电解质进行复合，进而提升离子在界面处的迁移速度、在体积变化过程中保证固态电解质与活性物质有效接触以及实现电子和离子的混合导通、同步传输将有助于进一步提高活性物质的利用效率；第三，针对负极侧，可以通过对固态电解质或金属锂表面嫁接稳定的SEI等手段改善界面离子迁移性质、促进金属锂的均匀沉积，从而达到稳定固态电解质/金属锂界面的作用。
考虑到固态电解质不具备流动性、界面接触差等缺陷，半固态锂硫电池也是一个值得研究的方向。通过运用多硫化物浆料作为正极材料或在固态电解质与电极间引入少量液态电解质润湿二者界面等手段，可以有效地解决上述问题。适当地搭配固、液两类电解质可以使得半固态锂硫电池在抑制“飞梭效应”和锂枝晶等问题的同时拥有一个很好的电极/电解质界面进而有效地提高电池性能。
随着新材料的引入以及人们对内在机理理解的加深，应用硫化物电解质的固态锂硫电池的性能将获得更大幅度的提升，相信在未来其将作为一种新型的高容量、高安全性电池体系发挥重要作用。
