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實用鋰硫電池的兩個主要障礙是鋰金屬負極的可逆性差和硫正極的動力學遲緩。

德克薩斯大學奧斯汀分校Arumugam Manthiram等報告了一種簡單而有效的多硫化鋰分子定制方法，可使得負極可逆性和正極動力學得到協同增強。

圖1. 為無負極的Li₂S電池定制電解液

研究發現，金屬碘化物（如SnI₄）可以通過獨特的絡合反應途徑溶于液態電解質中，該添加劑同時有利于負極穩定性和正極動力學。具體而言，SnI₄可與多硫化鋰配位，形成可溶性復合物，從而形成富含Li₂SnS₃的負極界面層。由于Li₂SnS₃對寄生反應很穩定，并且在循環過程中具有較低的離子電阻，因此鋰的沉積/剝離效率得到了極大的提高。此外，SnI₄與Li₂S_x之間的復合可以防止長鏈多硫化鋰在溶液中的聚集，并促進Li₂S_x的運輸和硫轉化動力學。

圖2. 負極表面SEI成分的表征

此外，采用InI₃可以觀察到類似的增強動力學，但用SbI₃和LiI則沒有。最后，這種協同改進在無負極的貧電解液軟包電池中得到了驗證，該電池的正極為Li₂S、E/S為4.5 μL mg^-1，經過95次循環后相對于第7圈的容量保持率為80%，而沒有添加劑的循環50圈后容量保持率就低至35%。因此，合理調整多硫化鋰分子是提高Li-S電池性能的一個簡單而有效的策略。

圖3. 無負極軟包電池性能

Anode-Free Lithium-Sulfur Cells Enabled by Rationally Tuning Lithium Polysulfide Molecules. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202207907

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