硫碳复合材料可用作固态电池正极材料 锂硫电池是重要下游

硫碳复合材料可用作固态电池正极材料 锂硫电池是重要下游

　　硫碳复合材料，是半固态电池、固态电池的正极材料，主要用于金属硫电池制造领域，在锂硫电池应用中研究热度最高。

　　锂硫电池，一种二次电池，以硫元素为正极，以金属锂为负极，其能量密度及容量高于传统锂离子电池，由于硫在自然界中储量丰富、价格较低，锂硫电池还具有成本优势，可用作消费电池、动力电池、储能电池。但硫不导电，会影响电池倍率性能，因此锂硫电池通常采用硫碳复合材料作为正极。

　锂硫电池可以采用液态电解液、固态电解质。在液态电解液条件下，负极材料金属锂会生长锂枝晶，并会引起电解液分解，导致电池循环寿命、安全性下降，采用固态电解质，可以避免以上问题，并能够提高电池能量密度，特别是全固态锂硫电池，其能量密度与传统锂离子电池相比提高约五倍。硫碳复合材料可用于固态电池制造中，因此受到关注。

　　根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国硫碳复合材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，常见的硫碳复合材料制备方法主要有机械球磨法、水热法、溶剂热法、化学原位沉积法等，这些工艺各有优缺点，新型制备工艺还在不断被开发问世。例如，大连理工大学采用电解方法制备硫碳复合材料，避免了团聚现象，作为正极材料使用可提高锂硫电池的可逆容量、倍率性能、循环稳定性。

　　硫碳复合材料可以价格低廉的碳材料为原料与硫进行复合制备，例如采用乙炔黑。随着技术不断进步、新材料不断问世，新型硫碳复合材料开发成果不断增多。例如，日本丰桥技术科学大学采用液相法合成了硫-碳纳米纤维（CNF）复合材料，可用来制造容量、循环稳定性更优的全固态锂硫电池。

　　我国硫碳复合材料相关研究成果还在不断增多，哈尔滨工业大学发表“硫/碳复合材料的制备及其在锂硫电池中的应用研究”的论文，中国科学院大连化学物理研究所申请“一种硫碳复合材料、其制备方法及其应用”的专利。其他硫碳复合材料研究机构还有中国科学院化学研究所、北京化工大学、北京理工大学、南昌工程学院等。

　　新思界行业分析人士表示，除锂硫电池外，硫碳复合材料还可以应用在钠硫电池等其他金属硫电池制造领域。钠硫电池以金属钠为负极材料，与锂相比，钠资源储量丰富、成本低，可进一步降低电池成本，并具有充放电效率高、循环寿命长、安全性好等优点。