可溶性锂多硫化物在电极间的穿梭效应，导致容量衰减严重，电解液使用量过大，严重制约了锂硫（Li-S）电池的实用化。

近日，天津大学杨全红教授，上海师范大学万颖教授报道了使用纳米氧化铟（In₂O₃ NP）作为概念催化剂（In基催化剂）来用于选择性催化连续固-液-固硫氧化还原反应。

文章要点

1）研究人员通过组装电池的SRR过程（放电）很好地表征了催化剂的选择性催化。In基催化剂对单质S有很强的吸附作用，减缓了单质S向可溶性Li₂S_n的溶解，而LiInS₂催化剂具有强催化能力，加速了Li₂S_n向不溶性Li₂S的分解。

2）对于SER过程（充电），LiInS₂催化剂的催化作用大大降低了Li₂S被氧化为Li₂Sn并最终转化为单质S的势垒，但在相同充电电压下，这在无In催化剂的电池中是很难实现。

3）在这种催化作用下，Li-S电池表现出良好的循环稳定性，在4.0 C的超高倍率下1000次循环容量衰减可以忽略不计；而且，即使在高硫负荷（9.0 mg cm⁻²）的情况下，电池在0.9 mA cm^-2的电流密度下仍表现出高达9.4 mAh cm⁻²的初始比容量。

这项以选择性催化为特征的工作正确提出了一种合理的催化剂设计原则，使之成为具有抑制穿梭效应的用于实用化锂硫电池的催化剂。

参考文献

Wuxing Hua, et al, Selective Catalysis Remedies Polysulfide Shuttling in Lithium-Sulfur Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202101006

https://doi.org/10.1002/adma.202101006