中南民大黄绍专Small：首次报道！高价碘化合物调控锂硫电池的多硫化物

锂硫（Li-S）电池因其环境友好、成本低和能量密度高而被认为是最有前景的下一代便携式电子产品和电动汽车电源之一。然而，Li-S电池的实际应用仍然受到严重的多硫化锂（LiPSs）“穿梭效应”和S/Li₂S绝缘性质的困扰。

中南民族大学黄绍专等首次提出了一种高价碘化合物-碘代苯（PhIO），来调节LiPSs的电化学并提高Li-S电池的性能。

图1 材料表征

首先，PhIO具有低成本、商业化、环境友好和化学稳定性的实际优势。

第二，PhIO提供了丰富的极性I-O键，可以化学吸附多硫化物，并且O提供的孤对电子可以通过分子间的路易斯酸碱相互作用与LiPSs中的末端Li相互作用。

第三，商业化的PhIO可以很容易地转化为纳米颗粒（≈20 nm），并通过PhIO溶解-沉淀过程均匀地负载在碳纳米管（CNT）支架上，导电的PhIO@CNT作为功能性中间层，可提供交错的离子和电子传输网络，并确保PhIO充分暴露以实现有效的LiPSs化学吸附。最后，PhIO@CNT中间层还提供了一个富含LiPSs的屏蔽层，可强烈阻碍LiPSs的渗透，同时实现出色的电解液润湿性和Li⁺传导。

图2 PhIO对LiPSs的吸附作用

此外，PhIO@CNT中间层还可充当“副集流体”以容纳各种LiPSs并呈现平滑的LiPSs转变，从而抑制绝缘Li₂S₂/Li₂S层的形成并促进Li⁺扩散。因此，得益于上述优势，基于PhIO@CNT中间层（6 wt% PhIO）的Li-S电池在1000次循环中表现出稳定的性能（每循环0.033%的容量衰减）和优异的倍率性能（3 C 时为686.6 mAh g^-1）。这项工作展示了PhIO在调节LiPSs方面的巨大潜力，并为Li-S电池的低成本和可持续应用提供了新途径。

图3 Li-S电池电化学性能

Polysulfide Regulation by Hypervalent Iodine Compounds for Durable and Sustainable Lithium–Sulfur Battery. Small 2022. DOI: 10.1002/smll.202106716