中间产物锂多硫化物的穿梭行为和缓慢的转化动力学严重阻碍了锂-硫（Li-S）电池在较宽温度范围内的应用。

近日，安徽师范大学刘金云教授，中科大田扬超研究员报道了首次开发了锂硫电池正极材料，In₂O₃@void@Carbon的层状蛋黄壳结构，构建了一种能有效抑制锂多硫化物穿梭的有效屏障。

文章要点

1）In₂O₃@void@Carbon层状蛋黄壳结构内部由致密的In₂O₃纳米薄片组装而成，形成许多纳米通道，暴露了几个位置来装载硫，并为体积变化留出了空间，以及高度石墨化的导电碳。

2）研究发现，基于这种独特的纳米通道形貌，硫和锂多硫化物的连续动力学转化被限制在一个稳定的框架内，这一点通过X射线纳米层析成像得到了证实。实验结果显示，所构建的Li-S电池在1.0 C下表现出超过1,000次的高循环性能，容量衰减率低至0.038%/次，良好的倍率性能，以及在−10、25和50 °C下的耐温性。

3）研究人员通过微分电压（dV/dQ）分析和周期性恒流间歇滴定技术（GITT）研究了Li-S电池在不同温度下的容量衰减行为。密度泛函理论(DFT)计算的吸附模型揭示了In₂O₃对锂多硫化物的强大捕获能力。

这项研究提出了一种在线无损监测不同循环阶段界面反应电阻的方法，为新型电化学储能系统的发展提供了新的分析视角。

参考文献

Jinyun Liu, et al, A Lamellar Yolk–Shell Lithium-Sulfur Battery Cathode Displaying Ultralong Cycling Life, High Rate Performance, and Temperature Tolerance, Adv. Sci.2021

DOI: 10.1002/advs.202103517

https://doi.org/10.1002/advs.202103517