要开发商业上可行的锂−硫（Li-S）电池，关键是要稳定锂沉积，减少多硫化锂（LiPS）的穿梭，同时将过剩的锂降至最低。

基于此，得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram报道了以Li₂SO₄和CoSO₄为原料，通过简单的碳热还原反应，制备了Co₉S₈和Co₉S₈/Co催化剂集成的Li₂S正极（Li₂S−Co₉S₈/Co）。

文章要点

1）在精心设计的Li₂S−Co₉S₈/Co正极中，Co₉S₈/Co不仅作为形核中心，保证了Li₂S在整个复合材料中的均匀分布，而且保证了对Li−S氧化还原的高催化活性。后者提高了Li₂S的利用率，同时也减轻了LiPS的穿梭，防止了大量非活性Li₂S在Li负极上的积累。因此，在无负极Li−S电池中，这也确保了锂的有效利用。

2）此外，通过将Te添加剂与Li₂S−Co₉S₈/Co （Li₂S−Co₉S₈/Co−Te）混合，在Li₂S负载量为4 mg cm^-2的情况下，正极在100次循环中获得了稳定的循环性能和865 mA h g^-1的比容量。

3）最后，用Li₂S−Co₉S₈/Co−Te制作的无负极软包电池在实际需要的条件（Li₂S负载为4 mg cm⁻²，电解质/Li₂S比为4.5 μL mg⁻¹）下，在C/20下，比容量为776 mA h g⁻¹。

这项工作为实现高效无负极锂电池提供了一种可行的策略。

参考文献

Jiarui He, Amruth Bhargav, and Arumugam Manthiram, High-Performance Anode-Free Li−S Batteries with an Integrated Li₂S−Electrocatalyst Cathode, ACS Energy Lett. 2022

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02569

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02569