锂硫(Li-S)电池因其高能量密度和成本效益而具有广阔的应用前景。然而,多硫化锂(LiPSs)转化的缓慢动力学,特别是从LiPSs到硫化锂(Li2S)的关键阶段,阻碍了它们的发展。近日,西安交通大学郗凯报道了一种通过在电解质中加入4-巯基吡啶(4Mpy)作为LiPSs氧化还原调节剂(RR)来动态调节LiPSs转化的新策略。 本文要点1)这种有机硫添加剂在放电过程中与LiPS相互作用,促进快速转化并促进三维(3D)Li2S结构的形成,从而增强反应动力学。理论和实验结果表明,4Mpy添加剂的氧化还原转化机制不同于传统电解质。锂化后,4Mpy形成吡啶硫醇锂(Li-pyS),在充电/放电循环过程中可逆地参与LiPSs转化,显著改善了氧化还原过程。 2)因此,添加了4Mpy添加剂的Li-S电池表现出了卓越的性能,在10.88 mg cm-2的高硫负载下达到了10.05 mAh cm-2。该研究不仅提出了一种减轻锂硫电池中穿梭效应的方法,还为其他金属电池的电解质设计提供了重要见解。
参考文献Teng Deng et.al Dynamically Regulating Polysulfide Degradation via Organic Sulfur Electrolyte Additives in Lithium-Sulfur Batteries Adv. Energy Mater. 2024DOI: 10.1002/aenm.202402319https://doi.org/10.1002/aenm.202402319