有什么重要因素影响锂硫电池化学动力性能？

我国科技大学钱逸泰院士团队和王功名教授课题组通过实验和理论结合的方式，研究了金属钴基化合物在锂硫化学中的动力学行为，发现钴基化合物中阴离子的价电子的p能带中心相对费米能级的位置，是影响锂硫电池界面电子转移反应动力学性质的重要因素。该研究成果日前发表在国际优秀能源材料期刊《焦耳》杂志上。

锂硫(Li-S)电池因高理论比容量、能量密度以及低成本等优势而备受关注。但充放电过程中间产物多硫化锂的溶解引起穿梭效应，严重限制了其实际应用。

科研人员通过对转化动力学性能的研究，发现制备的金属钴基化合物表现出完全不同的电化学动力学行为。

DFT模拟结果以及同时电荷差分密度分析表明，通过尝试关联不同钴基化合物的阴离子价带的p能带中心位置与多硫化合物电化学转化的动力学性能，发现改变阴离子价电子的p能带中心相对费米能级的位置，能够有效调控界面电子转移反应动力学，从而成为影响Li-S化学动力学性能的重要因素。这一成果将为Li-S电池应用研发起到指导用途。理论上，的确可以通过加大电流来提升充电速度。但是电流太大的话，电池内部锂离子的扩散速度跟不上电子扩散速度，就会导致电子-离子运脱节，影响电池性能，能够达到的充电容量也相应减少，电池的寿命就更是惨不忍睹了，甚至会有起火爆炸的危险。

所以一般来说，在不赶时间的情况下我们建议尽量用慢充，有利于延长电池的寿命。

而锂离子的扩散速度，和温度、正极的材料和结构密切相关。

首先是温度，一般来说温度越高自然是扩散速度越快，但是温度过高的话也会导致电池寿命降低、充电安全性下降等问题。温度过低的话同样不行，气温过低的情况下，电池中的金属锂会发生沉积，从而造成电池内部短路，尤其是磷酸铁锂离子电池。一般0℃时磷酸铁锂离子电池的容量大概只剩下60～70%左右，到了-20℃时就只剩下可怜的20～40%了。所以在气候寒冷的北方冬季，电动汽车必须要有给电池模组加热的功能，由此耗电自然也更快。