鋰硫電池過去曾受到大力開發(fā)。然而，由于其固有的降解方式——多硫化物穿梭——導致其化學性質受到限制。

Li2Sx形式的多硫化物在正極中生成，并穿梭進入電解質，有效地濾除活性物質。這些多硫化物還可以到達負極，并開始其自身的氧化還原反應循環(huán)，從而降低電池的有效氧化還原電位。多硫化物還會在負極形成一層不溶性的Li2S層，阻礙離子傳輸。多硫化物穿梭的總體效應是顯著降低電池的庫侖效率，嚴重影響電池壽命。

鋰金屬枝晶的形成也是一個問題，盡管它的影響往往不如多硫化物穿梭電池那么嚴重。鋰枝晶在陽極形成并滲入電解液，發(fā)生不可逆反應，導致電池活性物質還原。此外，在充電和放電過程中，硫陰極會發(fā)生顯著膨脹——放電時膨脹率高達80%。這會給陰極結構帶來相當大的壓力，并可能通過裂紋的形成和成核降低電池整體的接觸電導率。

可以通過多種方式抵消多硫化物穿梭。最顯而易見的方法可能是使用固體電解質，因為這可以阻止多硫化物穿梭。然而，由于硫本身就是不良導體，這會導致電解質與正極界面處的電導率顯著降低。替代液體電解質是更有吸引力的選擇。多硫化物可溶于目前用于石墨負極鋰離子電池的液體電解質中。然而，也存在一些多硫化物不溶于其他溶液的物質，例如環(huán)狀醚、短鏈醚和乙二醇醚。

或者，可以使用隔膜/隔板來阻止多硫化物穿梭。所選隔膜必須具有選擇性，允許鋰離子通過，但不允許多硫化物通過。

陰極膨脹問題可以通過替代陰極結構來解決，例如耐膨脹的晶格或更強的粘合劑。替代材料可以開發(fā)不含粘合劑的單一材料結構，從而顯著提高集流體的剛性。硫化聚丙烯腈(SPAN)就是一個例子。

鋰硫電池比能量較高，但能量密度較低，因此特別適合應用于航空、國防和海事領域，尤其是無人機(UAV)。然而，預計這種化學技術也將在電動汽車，尤其是重型電動汽車中得到應用。IDTechEx 預測，到 2035 年，全球鋰硫電池產(chǎn)量將超過 14 吉瓦時。