胡方圆ACS Nano: 用于高稳定性锂硫电池的具有环氧/合金双硫固定机制的富硫聚合物基正极

锂硫（Li-S）电池由于其固有的高理论能量密度、高天然丰度和低成本，在下一代储能装置中引起了极大的关注。然而，多硫化物在电解液中的溶解及其不良的穿梭行为导致循环性能差，阻碍了其实际应用。

在此，大连理工大学胡方圆教授等人报告了环氧/烯丙基化合物/硫系统的双硫固定机制，以制备聚（硫-无规-4-乙烯基-1,2-环氧环己烷）（SVE）共聚物作为强大的正极材料。

受益于基于SVE的聚合物基质中稳定的C-S键和超细Li₂S/S₈的均匀分布，SVE电极发挥嵌入作用以减少多硫化物的迁移。SVE末端羟基衍生的硫代硫酸盐/连多硫酸盐保护层也确保了SVE电极的循环稳定性。

图1. 环氧/烯丙基化合物/硫系统的双硫固定机制

因此，优化的SVE电极可在0.1 C的倍率下提供 1248 mA hg^-1的高可逆比容量，以及在超过400次循环中每个循环均没有容量衰减的稳定循环性能。

作者结合在初始循环和循环后XRD、TEM、ANDEX、XPS等测试，详细分析了SVE充放电过程中的相变和纳米结构演变。该工作为有机硫聚合物锂硫电池的实际应用提供了有效的策略，并激发了对环氧/烯丙基化合物/硫体系反应机理的探索。

图2. SVE电极的电化学性能

Sulfur-Rich Polymers Based Cathode with Epoxy/Ally Dual-Sulfur-Fixing Mechanism for High Stability Lithium–Sulfur Battery, ACS Nano 2021. DOI：10.1021/acsnano.1c05330