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潘鋒/楊盧奕Small Methods：抑制鋰硫電池多硫化物穿梭的多功能導電粘結劑

鋰硫電池表現出高比能量和低成本，被認為是下一代電池的有希望的候選者。然而，其廣泛應用受到硫的絕緣性、多硫化物的溶解以及硫正極體積變化大的限制。

在此，北京大學新材料學院潘鋒教授、楊盧奕副研究員及薩里大學Kai Yang等人合成了一種導電粘結劑，即交聯聚芴（C-PF）并將其用于Li-S電池。該粘結劑可從以下三個方面提高整體電化學性能：

1）具有高電子電導率，有助于降低面電阻用于硫電極并提高倍率性能；

2）由于交聯聚合物結構，可以獲得良好的電極機械性能，從而保持電極完整性；

3) 與各種多硫化物形成強結合并設法阻止它們擴散到鋰負極，這大大提高了鋰硫電池的循環穩定性。

圖1. 使用不同粘結劑的硫電極的電化學表征

因此，在0.1 C下100次循環后S/C-PF實現了670 mAh g^-1的比容量，對應的容量保持率為68.4%。此外，S/C-PF在0.5 C下循環200次后實現了480 mAh g^-1的比容量。

這項研究通過設計一種多功能粘結劑來全面增強Li-S電池正極，該方法可以廣泛應用于充分利用S氧化還原的能量以及正極材料的改性。

圖2. C-PF對多硫化物穿梭抑制作用的表征

Suppressing Polysulfide Shuttling in Lithium–Sulfur Batteries via a Multifunctional Conductive Binder, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100839

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