研究概述
在新兴的 「超越锂离子 」技术中，为了最大限度实现可持续性，锂硫（Li-S）电池因其资源丰富性和硫元素转化反应提供的高能量密度而备受青睐。然而，在转化过程中生成的几种中间多硫化物的溶解会导致电池性能在循环过程中迅速衰减。
基于此，2024年10月22日， 美国宾夕法尼亚州立大学王东海教授团队 在国际顶级期刊 Nature Sustainability 发表题为【Hybrid polymer network cathode-enabled soluble-polysulfide-free lithium–sulfur batteries】的研究论文。
在这里，研究人员通过硫化聚磷腈和碳的杂化聚合物网络作为Li–S电池的正极来解决这个问题。这种杂化聚合物网络富含多种位点，能够与解离的硫物种重新结合或吸附，避免了可溶性多硫化物的生成，并实现了独特的可逆插插层转化反应。
结果表明，该正极在Li–S扣式电池中具有高容量（约900 mAh g−1）和优异的循环稳定性。此外，其软包电池的预估能量密度约为300 Wh kg-1，在150次循环后，容量保持率为84.9%。
这一策略可以扩展到其他低成本、可回收的聚合物，推动硫基电池走向实际储能应用。
图文解读
图1：S-HYB网络的设计与表征
图2：S-HYB的电化学性能表征
图3：S-HYB基正极中硫链可逆转化机理研究
文献信息
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
