实现Li-S电池实际应用的关键问题在于制备具有高硫负载量和LiPS结合力强的正极材料。

有鉴于此，为了解决这些问题，大连理工大学贺高红教授，美国得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授报道了一种可伸缩的多功能CeO₂-CNT@C膜，其具有合理设计的多孔结构，通过简单的相转化工艺，孔隙率高达90%。

文章要点

1）自支撑CeO₂-CNT@C膜既可以作为无铝箔的正极，又可以作为Li-S电池的中间层，具有较高的面积容量和较长的循环时间。膜中的图案化大孔和交联的分层孔可有效缓解体积膨胀问题，为硫的存储提供足够的空间，并促进锂离子和电解质的运输。而且，掺杂的CeO₂能够通过化学键合来吸附LiPS，从而催化硫的转化，抑制了穿梭效应。研究人员进一步证明了循环后厚的硫浆液层向膜中的扩散和转移及其均匀吸附到多孔网络中。

2）得益于在CeO₂-CNT@C膜正极和中间层中促进的Li⁺/电解质/电子传输和稳定的LiPS，Li-S电池在6.2 mg cm^-2的高硫负荷下具有5.24 mA h cm^-2的高面积容量，并且实现了5.2 μL mg^-1的低E/S比。

Xiangcun Li, et al, Scalable High-Areal-Capacity Li-S Batteries Enabled by Sandwich-Structured Hierarchically Porous Membranes with Intrinsic Polysulfide Adsorption, Nano Lett., 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03088

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c03088