众所周知，锂硫（Li-S）电池的多硫化锂（LiPSs）中间体的“穿梭效应”和低硫利用率等缺点严重阻碍了其实际应用。

近日，华中科技大学黄云辉教授，邢路报道了合成了一种新型的具有高密度活性位点的含C₆₀和S的超分子复合物（C₆₀-S），并首次将其作为高性能锂硫电池的正极材料。

文章要点

1）得益于共晶结构，C60-S复合物中的C₆₀分子100%可以为LiPSs吸附提供活性中心，这优于传统的吸附剂材料（用于吸附的原子低于总数的40%）。此外，与导电性较差的S正极相比，C₆₀-S中的锂化态C₆₀核有助于将S分子连接在一起，促进复合正极内部离子传输，从而促进锂离子的迁移和LiPSs的氧化还原转化。

2）实验结果表明，具有75wt% S负载量的C₆₀-S具有优异的循环稳定性，350次循环后的衰减率低至0.14%。此外，与传统的S正极（通常电解质/S比（E/S）>20 μL mg^-1）相比，C₆₀-S具有为5 μL mg⁻¹的低E/S比，具有4 mg cm^-2高S负载量的C60-S正极实现了809 mAh g^-1（3.2 mAh cm^-2）的高容量，更接近实际应用条件。

参考文献

Jingwei Xiang, et al, A supramolecular complex of C₆₀-S with high-density active sites as cathode for lithium-sulfur batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202016247

https://doi.org/10.1002/anie.202016247