锂硫电池作为下一代储能技术的解决方案，在经济吸引力（硫丰度）和电化学性能（高能量密度，≈2600 Wh kg−1）方面表现优异。然而，其实际应用，面临以下问题：i）多硫化锂（LPS）的穿梭效应；ii）LPS缓慢的氧化还原转化动力学；iii）锂化后S的大体积膨胀（≈80%）；iv）不可控的锂枝晶。近年来，人们提出了许多解决这些问题的策略，主要集中在对LPS的物理/化学锚固、催化促进LPS转化和定向调控Li镀/剥离等方面。设计/构建异质结构材料是用一种材料潜在地解决上述所有挑战的有前途策略之一。
有鉴于此，新加坡科技设计大学Hui Ying Yang，中南民族大学Shaozhuan Huang详细综述了近年来研究人员在S正极、中间层和Li负极等异质结构方面的研究进展。
文章要点
1）作者首先简要回顾了锂硫电池的基本电化学，包括S正极和Li负极，并分析了异质结构提高锂硫电池性能的原理。然后全面总结了异质结构在优化S正极、中间层和Li负极方面的最新进展。
2）作者最后阐述了异质结构的机遇和挑战，包括：i）S正极中大量的异质结构添加剂牺牲了锂硫电池的整体能量密度；ii）进一步阐述异质结构与LPS之间的作用机制；iii）理论和实验相结合以阐明异质结构的协同效应；iv）可满足Li负极电子导电性、离子导电性、亲锂性能和机械强度等多方面的要求的异质结构设计；v）规模化合成仍然极具挑战性。
参考文献
Shaozhuan Huang, et al, Recent Advances in Heterostructure Engineering for Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202003689
https://doi.org/10.1002/aenm.202003689
