鋰硫（Li-S）電池由于其固有的高理論能量密度、高天然豐度和低成本，在下一代儲(chǔ)能裝置中引起了極大的關(guān)注。然而，多硫化物在電解液中的溶解及其不良的穿梭行為導(dǎo)致循環(huán)性能差，阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。

在此，大連理工大學(xué)胡方圓教授等人報(bào)告了環(huán)氧/烯丙基化合物/硫系統(tǒng)的雙硫固定機(jī)制，以制備聚（硫-無(wú)規(guī)-4-乙烯基-1,2-環(huán)氧環(huán)己烷）（SVE）共聚物作為強(qiáng)大的正極材料。

受益于基于SVE的聚合物基質(zhì)中穩(wěn)定的C-S鍵和超細(xì)Li₂S/S₈的均勻分布，SVE電極發(fā)揮嵌入作用以減少多硫化物的遷移。SVE末端羥基衍生的硫代硫酸鹽/連多硫酸鹽保護(hù)層也確保了SVE電極的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖1. 環(huán)氧/烯丙基化合物/硫系統(tǒng)的雙硫固定機(jī)制

因此，優(yōu)化的SVE電極可在0.1 C的倍率下提供 1248 mA hg^-1的高可逆比容量，以及在超過(guò)400次循環(huán)中每個(gè)循環(huán)均沒(méi)有容量衰減的穩(wěn)定循環(huán)性能。

作者結(jié)合在初始循環(huán)和循環(huán)后XRD、TEM、ANDEX、XPS等測(cè)試，詳細(xì)分析了SVE充放電過(guò)程中的相變和納米結(jié)構(gòu)演變。該工作為有機(jī)硫聚合物鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用提供了有效的策略，并激發(fā)了對(duì)環(huán)氧/烯丙基化合物/硫體系反應(yīng)機(jī)理的探索。

圖2. SVE電極的電化學(xué)性能

Sulfur-Rich Polymers Based Cathode with Epoxy/Ally Dual-Sulfur-Fixing Mechanism for High Stability Lithium–Sulfur Battery, ACS Nano 2021. DOI：10.1021/acsnano.1c05330