郑大付永柱Adv. Sci.：可充金属电池用有机硫材料的研究进展

电池材料已成为学术研究的热点。有机硫化合物被认为是一类很有前景的可充金属电池正极材料。在经历了20世纪80年代以来的长期停滞不前之后，它们近年来吸引了越来越多的关注。最近的研究集中在理解具有明确结构的线性有机硫分子R-S_n-R的氧化还原机制。此外，还开发了一些新的有机硫化合物。电池中有机硫的可逆硫-硫（S-S）键断裂/形成使它们适用于电池中的功能材料。

郑州大学付永柱等主要总结了2019年后有机硫材料在可充锂电池中的最新进展。

图1 锂离子、锂有机硫和锂硫电池的比容量和比能量比较

在第一部分，作者总结了新开发的有机硫分子和聚合物。它们包括通过电化学方法合成的1,4-双（二苯基膦酰基）四硫化物和基于1,3,5-苯三硫醇和元素硫之间缩合反应的超支化聚合物。简要介绍了有机硫化物-金属配合物和有机硫-碳复合材料，它们赋予有机硫独特的电化学性能和增强的电池性能。

在第二部分中，详细描述了几种有机硫-无机杂化正极，其中有机硫可以在杂化中发挥独特的作用，并可以参与无机组分的电化学氧化还原过程，从而提高放电容量和循环稳定性。

图2 几种有机硫材料的电化学转化机理及性能

在第三部分中，总结了有机硫作为电解液添加剂的最新研究。有机硫可以参与SEI的形成，从而保护锂金属负极并抑制锂枝晶的形成。同时，在Li-S电池中，有机硫可以与多硫化物结合以减轻穿梭效应。

最后一节，简要介绍了其他电池系统中使用的有机硫材料，如氧化还原液流电池和钠（Na）/镁（Mg）电池。最后，对有机硫材料的未来发展进行了总结和展望。

图3 可充金属电池中有机硫材料的概要说明

Advances of Organosulfur Materials for Rechargeable Metal Batteries. Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202103989

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郑大付永柱Adv. Sci.：可充金属电池用有机硫材料的研究进展

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