Arumugam教授Angew：电解液添加剂助力无负极软包锂硫电池！

实用锂硫电池的两个主要障碍是锂金属负极的可逆性差和硫正极的动力学迟缓。

德克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram等报告了一种简单而有效的多硫化锂分子定制方法，可使得负极可逆性和正极动力学得到协同增强。

图1. 为无负极的Li₂S电池定制电解液

研究发现，金属碘化物（如SnI₄）可以通过独特的络合反应途径溶于液态电解质中，该添加剂同时有利于负极稳定性和正极动力学。具体而言，SnI₄可与多硫化锂配位，形成可溶性复合物，从而形成富含Li₂SnS₃的负极界面层。由于Li₂SnS₃对寄生反应很稳定，并且在循环过程中具有较低的离子电阻，因此锂的沉积/剥离效率得到了极大的提高。此外，SnI₄与Li₂S_x之间的复合可以防止长链多硫化锂在溶液中的聚集，并促进Li₂S_x的运输和硫转化动力学。

图2. 负极表面SEI成分的表征

此外，采用InI₃可以观察到类似的增强动力学，但用SbI₃和LiI则没有。最后，这种协同改进在无负极的贫电解液软包电池中得到了验证，该电池的正极为Li₂S、E/S为4.5 μL mg^-1，经过95次循环后相对于第7圈的容量保持率为80%，而没有添加剂的循环50圈后容量保持率就低至35%。因此，合理调整多硫化锂分子是提高Li-S电池性能的一个简单而有效的策略。

图3. 无负极软包电池性能

Anode-Free Lithium-Sulfur Cells Enabled by Rationally Tuning Lithium Polysulfide Molecules. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202207907

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Arumugam教授Angew：电解液添加剂助力无负极软包锂硫电池！

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