单质硫用作锂电池正极材料

元素硫可以以单质状态存在于自然界，在地壳中的含量为0.048％。在常温下，热力学稳定的单质硫为8个S原子相连呈环状的Ss，通常为淡黄色晶体。在40℃左右单质硫开始熔化，变成液态硫，280℃左右硫开始升华变成气态硫蒸气。当温度升至444℃时硫达到沸点。单质硫作为锂电池正极材料，在放电过程中与锂离子完全反应后生成Li2S，同时金属锂被氧化，在充电过程中则发生相反的反应。
Yamin和Peled在以单质硫作为锂电池正极材料的研究中，以多孔催化性集流体表面涂覆的硫为阴极，以金属锂为阳极，以含有多聚硫化锂(0.3mol·L-1Li2S8)的1mol·L～LiCl04四氢呋喃／甲苯(THF：toluene=1：1，体积比)为电解质。在室温下电池放电时能量密度为730Wh·kg_1(900Wh·L1)，而在60℃放电时能量密度能达到950Wh·kg叫(1200Wh·L)，60℃保存一个月自放电率为2％～5％，初步显示了单质硫较好的电化学活性。1988年他们采用循环伏安法对单质硫在有机溶剂THF中的氧化还原反应进行了研究。结果表明，单质硫的还原反应是一个多步骤多电子过程，出现了3个还原峰：第一个峰对应于S8还原成Si-，第二个峰对应于S2-还原成S；一，第三个峰对应于S-被进一步还原成S；一和S2。这一结果为单质硫用于锂电池正极材料提供了理论依据。