黄佳琦/李博权Angew.：氧化还原剂助力实用锂硫电池！

锂硫（Li-S）电池被认为是有前景的高能量密度储能设备。然而，Li-S电池的循环稳定性受到锂金属负极和可溶性多硫化锂（LiPSs）之间寄生反应的限制。封装LiPS电解质（EPSE）可以有效地抑制寄生反应，但不可避免地牺牲了硫正极的氧化还原动力学。

图1. 采用EPSE和coRMs的Li-S电池的反应途径示意图

北京理工大学黄佳琦、李博权等提出了在EPSE中使用氧化还原剂(coRMs)来促进正极氧化还原动力学的策略，以构建高能量密度和长循环的实用Li-S电池。

具体来说，EPSE由具有不同LiPS溶剂化能力的溶剂组成，LiPS被封装在两个同心的溶剂壳中。内层溶剂壳由具有相对较高溶剂化能力的传统DOL/DME构成，而外层溶剂壳由具有低溶剂化能力和高还原稳定性的1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚（TTE）构成，以减轻LiPSs与金属锂之间的寄生反应。

同时，二甲基二硒醚（DMDSe）被作为一种有效的coRMs，以促进EPSE中迟缓的硫正极氧化动力学。

图2. 硫的氧化还原动力学研究

具体来说，溶解在EPSE中的DMDSe会自发地与LiPSs发生反应，生成改性的有机多硫化锂，以促进液-液和液-固转换过程中的硫氧化动力学。因此，EPSE和coRMs的结合提高了Li-S电池的性能，当采用4.0 mg cm^-2的高负载硫正极和50 μm的超薄锂金属负极时，其放电容量为1008 mAh g^-1，寿命超过130次。

此外，基于EPSE和coRMs的1.5Ah-Li-S软包电池实现了359 Wh kg^-1的高实用能量密度，并稳定地循环了37次。

图3. 实用锂硫电池性能

An Organodiselenide Comediator to Facilitate Sulfur Redox Kinetics in Lithium–Sulfur Batteries with Encapsulating Lithium Polysulfide Electrolyte. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202303363

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黄佳琦/李博权Angew.：氧化还原剂助力实用锂硫电池！

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