【锂硫电池】华科王成亮ACS Nano: 这个电解液添加剂，抑制锂硫电池穿梭效应！

锂硫电池因其高能量密度、环境友好以及成本低廉等特点被认为是最有希望的下一代锂电池体系。但是由可溶的多硫化物引起的穿梭效应导致库伦效率低下以及循环稳定性不佳的问题始终阻碍着锂硫电池的发展。近日， 华中科技大学王成亮课题组 开发了一种具有空间-动力学共催化作用的电解液添加剂实现了对锂硫电池中“穿梭效应”的抑制。

本文要点

1)     作者以1,3,5-三醛基间苯三酚（TFP）作为电解液添加剂。实验证明TFP可以与多硫化物反应形成不溶于电解液的固体纳米颗粒，而且此固体纳米颗粒具有吸附多硫化物的能力，这样就可以将硫正极放电产生的多硫化物固定在正极处，从空间上抑制了多硫化锂的穿梭；

2)     电解液中加入TFP后，电池的动力学性能得到明显提升，具体表现在放电过程中过电位减小约20 mV，充电过程中过电位减小约80 mV，实现了对硫物种转化的催化；

3)     使用含50 wt%TFP的电解液在高硫载量（3 mg/cm ² ），低液硫比（5 μL/mg），0.2 C 倍率下表现出高达877.6 mAh/g的比容量，循环150周容量保持率为87.3%。

参考文献：

C. Jiang et al. In Situ Synthesis of Organopolysulfides Enabling Spatial and Kinetic Co-Mediation of Sulfur Chemistry, ACS Nano,  2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c01390

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c01390?ref=PDF