具有高能量密度的锂-硫（Li-S）电池目前正受到极大的关注。然而，它们在低温下的氧化还原动力学极其缓慢，在高温下面临严重的多硫化物穿梭效应，这严重制约了Li-S电池的发展。

近日，复旦大学王永刚教授提出了一种通过使用基于醚基电解质的多孔亚纳米芳香骨架（SAF）改性隔膜来实现Li-S电池全天候运行的策略。

文章要点

1）基于合理的分子工程，研究人员开发了具有亚纳米孔径(0.97 nm)和窄带隙(1.72 eV)的全共轭SAF-3，其具有33.21 eV的大的多硫化物迁移势垒。此外，Bader电荷计算揭示了SAF-3在与Li₂S₆相互作用时转移了更多的电子。非原位X射线光电子能谱(XPS)和原位X射线衍射(XRD)检测表明，SAF-3改性隔板能够抑制多硫化物的穿梭，促进其氧化还原转化。

2）SAF-3改进型电池可以在40至60 ℃的宽温度范围内正常工作，表现出全天候电池性能。此外，改性电池显示出理想的室温性能，包括高倍率性能(在4.0 C下容量达到706 mAh·g^-1)和良好的循环稳定性(在1.0 C下600次循环的衰减率为0.045%)。即使在高硫负载(5.0 mg·cm^-2)和贫电解质(5 μl·mg^-1)的条件下，100次循环后仍获得90%的优异容量保持率。

参考文献

Jie Xu, et al, Realizing All-Climate Li‒S Batteries by Using a Porous Sub-Nano Aromatic Framework, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202211933

https://doi.org/10.1002/anie.202211933