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楊全紅/Ying Wan最新AM：鋰硫電池中多硫化物穿梭的選擇性催化修復(fù)

可溶性鋰多硫化物在電極間穿梭，導(dǎo)致容量衰減嚴(yán)重，電解液使用量過大，嚴(yán)重制約了鋰硫電池的實(shí)用化。近日，天津大學(xué)楊全紅（通訊作者）和上海師范大學(xué)Ying Wan（通訊作者）等人在材料研究頂級期刊Adv. Mater.上發(fā)表了題為”Selective Catalysis Remedies Polysulfide Shuttling in Lithium-Sulfur Batteries”的研究性論文。

解決可溶性多硫化鋰“穿梭效應(yīng)”的策略

作者提出選擇性催化是解決固-液-固硫連續(xù)氧化還原反應(yīng)的根本途徑。概念驗(yàn)證的銦(In)基催化劑有針對性地減緩了固-液轉(zhuǎn)化、元素硫向多硫化物的溶解，而加速了液-固轉(zhuǎn)化、多硫化物向不溶性Li₂S的沉積，基本上減少了多硫化物在電解液中的積累，最終抑制了穿梭效應(yīng)。

In基正極與無In正極的電化學(xué)性質(zhì)比較

通過改變反應(yīng)活化能和動力學(xué)電流，改變反應(yīng)路徑，結(jié)合所探索的動態(tài)變化催化劑(LiInS₂催化劑)，以及In基催化劑的逐漸失活，從實(shí)驗(yàn)和理論上揭示了選擇性催化作用。這種基于In的電池在4.0 C下穩(wěn)定工作在1,000次循環(huán)中，初始面積容量高達(dá)9.4 mAh cm^?2，硫負(fù)載量為≈9.0 mg cm^?2。

In基鋰硫電池與不含In電池的電化學(xué)性能比較

Selective Catalysis Remedies Polysulfide Shuttling in Lithium-Sulfur Batteries(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202101006)

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