研究概述
在新興的 「超越鋰離子 」技術中，為了最大限度實作永續性，鋰硫（Li-S）電池因其資源豐富性和硫元素轉化反應提供的高能量密度而備受青睞。然而，在轉化過程中生成的幾種中間多硫化物的溶解會導致電池效能在迴圈過程中迅速衰減。
基於此，2024年10月22日， 美國賓夕法尼亞州立大學王東海教授團隊 在國際頂級期刊 Nature Sustainability 發表題為【Hybrid polymer network cathode-enabled soluble-polysulfide-free lithium–sulfur batteries】的研究論文。
在這裏，研究人員透過硫化聚磷腈和碳的混成聚合物網路作為Li–S電池的正極來解決這個問題。這種混成聚合物網路富含多種位點，能夠與解離的硫物種重新結合或吸附，避免了可溶性多硫化物的生成，並實作了獨特的可逆插插層轉化反應。
結果表明，該正極在Li–S扣式電池中具有高容量（約900 mAh g−1）和優異的迴圈穩定性。此外，其軟包電池的預估能量密度約為300 Wh kg-1，在150次迴圈後，容量保持率為84.9%。
這一策略可以擴充套件到其他低成本、可回收的聚合物，推動硫基電池走向實際儲能套用。
圖文解讀
圖1：S-HYB網路的設計與表征
圖2：S-HYB的電化學效能表征
圖3：S-HYB基正極中硫鏈可逆轉化機理研究
文獻資訊
Liao, M., Xu, Y., Rahman, M.M. et al. Hybrid polymer network cathode-enabled soluble-polysulfide-free lithium–sulfur batteries. Nat Sustain ( 2024 ). https://doi.org/10.1038/s41893-024-01453-0
