具有高能量密度、高理论比容量的锂硫电池在近年来广受关注。然而，多硫化物的溶解穿梭效应、含硫物种转化的迟滞动力学等问题严重限制了Li-S电池的实用化进程。近日，温州大学Daying Guo、Xi’an Chen与Shun Wang等报道了三（羟丙基）膦（THPP）共价修饰羟基化多壁碳纳米管(CNT-OH)可以作为功能化中间层实现Li-S电池的稳定高效工作。

文章要点

1）研究人员发现该中间层不仅能够加速催化转化、有效抑制多硫化物的穿梭效应而且能够减少金属锂负极一侧枝晶的形成。因此，使用CNT-OH/TDI/THPP中间层的Li-S电池能够在5C的高倍率下实现高达734.2mAh/g的可逆比容量。循环1500周后的可逆比容量仍然保有419.9mAh/g，对应着平均每周仅0.029%的衰减率，其库伦效率也高达99.4%。

2）除此之外，在低温下该电池也能够在长达1700周的长期循环过程中实现平均每周仅0.036%的低容量衰减率。研究人员还通过对THPP与多硫化物反应的非原位研究，阐明了THPP催化多硫化物转化为低阶硫化锂的新机理。这种简单的中间层策略是在不改变电极结构的情况下，将THPP分子共价接枝到中间层上，这可能为锂硫电池的应用带来光明的前景。

参考文献

Bin Yang et al, Hydroxylated Multi-walled Carbon Nanotubes Covalently Modified with Tris(hydroxypropyl) Phosphine as a Functional Interlayer for Advanced Lithium-Sulfur Batteries, Angewandte Chemie, 2022

DOI: 10.1002/ange.202204327

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202204327?af=R