新闻网讯 近日，光电信息学院王成亮教授团队在提升锂硫电池性能方面取得新进展，该工作成果发表在国际权威期刊ACS Nano上（影响因子：15.881）。光电信息学院博士生姜澄（现为南洋理工大学博士后）和硕士生李露露为论文共同第一作者，光电信息学院王成亮教授为论文通讯作者。

便携式电子产品、电动汽车、智能电网的快速发展，对能量密度高、成本低的储能器件提出了巨大的需求。因此，传统锂离子电池的各种潜在替代品被研究开发。其中，锂硫电池因其超高的理论能量密度（2600 Wh kg^-1）、环境友好、硫成本低等优点，成为最有前途的候选电池之一。然而，循环过程中多硫化物的溶解和穿梭导致循环稳定性差和库伦效率低，严重阻碍了锂硫电池的发展和实际应用。

王成亮团队提出了一种通过原位合成不溶性有机多硫化物氧化还原介质来调节硫化学氧化还原动力学的策略。同时，这种有机多硫化物氧化还原介质可以进一步吸附可溶性多硫化锂，从而有效抑制穿梭效应。最终实现高容量、高倍率性能和长循环寿命的Li-S电池。

图1. S正极中加入TFP，有效提升Li-S电池的容量、倍率性能和稳定性

团队利用1,3,5-三醛基间苯三酚（TFP）与多硫化物阴离子间的相互作用，在S正极中引入了TFP添加剂。TFP会与多硫化锂直接反应形成不溶性有机多硫化物，还能够对未转化的多硫化锂进行吸附；因此，可以有效地在空间上抑制多硫化锂的穿梭。此外，有机多硫化物作为活性的氧化还原介质，表现出比多硫化锂更快的氧化还原动力学。TFP对空间穿梭效应的有效抑制和对S化学氧化还原动力学的充分调节，最终实现Li-S电池在贫电解液和高硫负载条件下良好的容量、倍率性能和循环稳定性。

该研究还得到了南京大学马晶教授和天津大学胡文平教授等的指导和帮助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01390