于中振/曲晋/郭玉国EnSM：聚合物氧化还原介质助力锂硫电池1000圈循环！

锂硫电池(LSBs)的商业应用很大程度上取决于对复杂硫氧化还原反应的精确调控。

北京化工大学于中振、曲晋、中科院化学所郭玉国等首次合成了一种新型且有前景的聚合物有机硫化合物（POCs）氧化还原介质来调节多硫化物的电化学行为。

这里通过自我牺牲模板法和反硫化工艺合成了具有短链硫的介孔蛋黄壳结构硫化碳纳米管/氨基苯酚甲醛（sCA）纳米管，以作为新型POCs氧化还原介质，然后将其涂覆在PP隔膜上以提高LSBs的性能。

一方面，sCA聚合物基质中的N杂原子可以化学锚定多硫化物，短链硫可以与多硫化物发生自发反应，从而精确调节多硫化物的氧化还原行为。另一方面，sCA可以与锂离子相互作用，促进锂离子的均匀分布，进一步稳定锂金属。

图1 半电池性能

因此，与商业硫正极组装的LSBs展现了出色的倍率容量（在4.0 C下实现了790 mAh g^-1）和极具竞争力的容量保持率（即使在2.0 C下经过1000次循环后，仍保持87%的容量）。

此外，基于6.8 mg cm^-2高硫负载和5.6 uL/mg_[S]贫电解液/硫比的电池在0.2 C时仍保持5.9 mAh cm^-2的优异容量。这项工作展示了一种新的通用方法来增强高性能LSBs的硫氧化还原动力学，该方法可以扩展到钠硫电池、镁硫电池等。

图2 锂硫电池性能

A Polymer Organosulfur Redox Mediator for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries. Energy Storage Materials 2022. DOI: 10.1016/j.ensm.2022.01.021

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