叶明新/沈剑锋EnSM: 认识多硫化物在锂硫电池中的作用及电解液工程调控策略

锂硫（Li-S）电池由于其相对较高的理论能量密度和低成本的原材料，越来越受到学术界和工业界的重视。

然而，它们的商业化很大程度上取决于克服多硫化物（LiPSs）引起的穿梭效应、活性硫材料的低利用效率以及锂枝晶的不受控制的生长。电解液可能是解决这些问题的关键，并通过电解液工程促进锂硫电池的反应动力学。

在此，复旦大学叶明新教授、沈剑锋教授等人介绍了锂硫电池的发展历史和工作机制，讨论了有助于深入了解锂硫电池潜在机制的先进原位表征技术。

随后，简单总结了抑制LiPS穿梭效应的各种策略，深入讨论了LiPS的作用，并提供了全面的概述，重点是消除LiPS溶解和抑制Li-S电池系统中锂枝晶生长的电解液工程策略。

图1. 醚基电解液中锂硫电池的充放电曲线示意图以及正负极面临的挑战

此外，作者还深入讨论了关于抑制还是促进LiPSs溶解到电解液中的争议，并介绍了表征Li⁺离子溶剂化结构的技术和理论计算。最后提供了电解液工程作为锂硫电池未来研究方向的前景和个人观点。

作者认为，用于锂硫电池的具有高Donor Number（DN）阴离子的电解液是未来很有前景的研究方向，电解液添加剂的开发是另一个发展方向。此外，安全固态或凝胶电解质的开发将进一步提高锂硫电池的可行性。

图2. 抑制LiPS穿梭效应的策略示意图

Appreciating the Role of Polysulfides in Lithium-Sulfur Batteries and Regulation Strategies by Electrolytes Engineering, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.08.012

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叶明新/沈剑锋EnSM: 认识多硫化物在锂硫电池中的作用及电解液工程调控策略

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