金属所李峰/孙振华EnSM：76 wt%！锂硫电池新型富硫聚合物正极！

硫正极的严重穿梭效应阻碍了锂硫电池的商业应用。目前通过物理限制和化学吸收的硫正极技术不足以解决硫正极的问题。为从根本上避免穿梭效应，研究人员提出了具有固-固转化的有机硫正极。然而，在此前的报道中，低硫含量和复杂的电化学过程阻碍了有机硫正极在锂硫电池中的应用。

中科院金属所李峰、孙振华等通过开发硫链控制策略，获得硫含量超过76 wt%的三硫化物聚合物(TSP)，报道了基于醚基电解液中有机硫正极的新固-固转化过程。并在此基础上，通过构建不同的硫链，分析了硫基正极的反应机理。

图1 TSP/CNT杂化材料的合成工艺及形貌

该策略具有良好的通用性，可以构建具有良好电化学性能的有机硫化合物并探索其电化学性能。醚基电解液中具有高硫含量和固-固转化率的富硫聚合物可消除可溶性多硫化锂，实现低电极极性对应高能效以减少碳足迹，并在进一步优化后具有巨大的实际应用潜力。

图2 TSP/CNT正极的电化学性能

此外，作者通过计算和实验结果，研究了新的固-固转化，并在具有二硫键的聚合物中发现了新的锂化机制。进一步研究这种现象对于探索锂电池中有机硫聚合物的锂化机制是必要的，新的固-固转化将激发人们对新聚合物的合成和应用的更多兴趣，以实现实用的锂硫电池。

图3 DSP/CNT正极的电化学性能及TSP和DSP的锂化反应机制

Structure-Related Electrochemical Behavior of Sulfur-Rich Polymer Cathode with Solid-Solid Conversion in Lithium-Sulfur Batteries. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.11.014

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金属所李峰/孙振华EnSM：76 wt%！锂硫电池新型富硫聚合物正极！

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