Li-S电池在实现高能量密度存储方面具有巨大的潜力，但众所周知的多硫化物穿梭和缓慢的氧化还原动力学严重阻碍了其实际应用。虽然合理设计的氧化还原介体可以优化多硫化物的转化，但是这种介体过程的效率和稳定性仍然是巨大的挑战。

近日，中科院上硅所Heng Li，天津科技大学Bowen Cheng，香港城巿大学Wenjun Zhang提出了构建“双介体系统”的策略，以通过耦合精选的固体和电解质可溶性介体来实现多硫化物转化动力学的有效和持久调节。

文章要点

1）理论预测和详细的电化学分析揭示了这两种介体在协同优化硫物种的氧化还原转化中的结构-活性关系，从而实现了对促进硫电化学的功能支持介体系统设计的更深入的机械理解。具体而言，这种双介体系统实现了全范围“电化学催化”和硫物质的强化“化学还原”过程的桥接，并且由于每个介体组分之间的有益相互作用，极大地抑制了介体失活/损失。

2）由于这些有利的特性，Li-S电池在1200次循环后，每循环的容量衰减缓慢，仅为为0.026%，在8.2 mg cm^-2的硫负载和贫电解质条件下，容量达到了8.8 mAh cm^-2。

这项工作不仅提出了一个有效的介体系统的设计策略，以提高Li-S电池的性能，而且激发了其潜在的利用面临其他类似的复杂的电化学转化过程。

参考文献

Long Jiao, et al, “Dual Mediator System” Enables Efficient and Persistent Regulation toward Sulfur Redox Conversion in Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c04402

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c04402