鋰硫（Li-S）電池因其高能量密度和成本效益而具有廣闊的應用前景。然而，多硫化鋰（LiPSs）轉化的緩慢動力學，特別是從LiPSs到硫化鋰（Li2S）的關鍵階段，阻礙了它們的發展。近日，西安交通大學郗凱報道了一種通過在電解質中加入4-巰基吡啶（4Mpy）作為LiPSs氧化還原調節劑（RR）來動態調節LiPSs轉化的新策略。
本文要點：
1) 這種有機硫添加劑在放電過程中與LiPS相互作用，促進快速轉化并促進三維（3D）Li2S結構的形成，從而增強反應動力學。理論和實驗結果表明，4Mpy添加劑的氧化還原轉化機制不同于傳統電解質。鋰化后，4Mpy形成吡啶硫醇鋰（Li-pyS），在充電/放電循環過程中可逆地參與LiPSs轉化，顯著改善了氧化還原過程。
2) 因此，添加了4Mpy添加劑的Li-S電池表現出了卓越的性能，在10.88 mg cm-2的高硫負載下達到了10.05 mAh cm-2。該研究不僅提出了一種減輕鋰硫電池中穿梭效應的方法，還為其他金屬電池的電解質設計提供了重要見解。
Teng Deng et.al Dynamically Regulating Polysulfide Degradation via Organic Sulfur Electrolyte Additives in Lithium-Sulfur Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202402319
https://doi.org/10.1002/aenm.202402319
