付永柱JACS：可改进可充电锂离子电池界面化学的同分异构体有机二硫醇添加剂

Nanoyu

2021-07-16

锂硫电池（Li−S）具有较高的理论比能量，但其性能受到多硫化锂的穿梭效应和锂负极界面不稳定的严重影响。利用电解质添加剂是解决上述这些问题的有效策略，研究人员已经进行了大量研究。

近日，郑州大学付永柱教授，郭玮副教授报道了开发了一类电解质添加剂，即苯二硫醇（BDTs）。结果显示，在BDT的三种异构体中，由于1,4-BDT能够键合更多的硫原子，因此对Li−S电池性能的改善效果最明显

文章要点

1）研究发现，1,4-BDT在正极和负极上的官能化涉及硫醇基团的化学反应。1,4-BDT与硫通过齐聚反应生成S−S键，改变了硫原有的氧化还原路径，从而抑制了多硫化锂的穿梭效应。此外，1，4-BDT能形成光滑稳定的固体电解质界面，使得Li/Li对称电池在5 mA cm⁻²的大电流密度下保持300 h以上的超低过电位（0.08V）。

2）实验结果显示，含1,4-BDT的Li−S电池在C/5倍率下表现出最高的循环稳定性，首次容量为1548.5 mAh g⁻¹,200次循环后的可逆容量为1306.9 mAh g⁻¹。同时，含1,4-BDT和2.8 g 硫负载量的Li−S软包电池以C/10倍率循环26次，初始容量为2640 mAh，容量保持率为84.2%。

作为功能性电解液添加剂，有机二硫化合物为先进的Li−S电池材料设计提供了新的方向。

参考文献

Jing Lian, Wei Guo, Yongzhu Fu, Isomeric Organodithiol Additives for Improving Interfacial Chemistry in Rechargeable Li−S Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c04222

https://doi.org/10.1021/jacs.1c04222