氧化还原介质（RMs）在一些基于液体电解质的电化学储能系统中起着至关重要的作用。然而，固态电池中氧化还原介体的概念仍有待探索。有鉴于此，美国斯坦福特大学的Yi Cui等研究人员，报道了由氧化还原介质增强的全固态锂硫电池。

本文要点

1）研究人员选择了一组RM候选电池，并研究了它们在全固态锂硫电池（ASSLSB）中的行为和作用。

2）可溶性醌基RM（AQT）显示出最有利的氧化还原电位和最佳的氧化还原可逆性，对固体聚合物电解质中的硫化锂（Li₂S）氧化作用良好。

3）因此，具有AQT RMs的Li₂S阴极在60°C、初始充电为0.1 C和随后放电容量1133 mAh gs^–1，能垒显著降低（平均氧化电位为2.4 V）。

4）利用Operato硫K边X射线吸收光谱，研究人员直接跟踪了ASSLSB中硫的形态，并证明了Li₂S阴极与RMs的固态-多硫化物-固态反应促进了Li₂S氧化。

5）相比之下，对于裸露的Li₂S阴极，第一次充电循环中的固体-固体Li₂S-硫直接转化导致激活的高势垒（充电至～4 V）和低硫利用率。

6）该Li₂S@AQT由于高效的AQT增强了Li–S反应动力学，电池显示出优越的循环稳定性（150次循环的平均库仑效率为98.9%）和速率能力。

本文研究工作揭示了ASSLSBs中硫物种的演化，并通过设计有效的硫物种形成途径实现了快速Li–S反应动力学。

参考文献：

Xin Gao, et al. All-Solid-State Lithium–Sulfur Batteries Enhanced by Redox Mediators. JACS, 2021.

DOI：10.1021/jacs.1c07754

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07754