锂硫电池中多硫化物缓慢的动力学行为严重阻碍了电池电化学性能的优化。有研究表明，在低液硫比（贫电解液）以及低温环境等接近实际应用的条件下，硫还原产生的多硫化锂更倾向于聚集，形成由两个或数个多硫化锂分子组成的分子簇。这种分子簇的存在进一步减缓了硫物种氧化还原动力学。近日，美国得克萨斯大学奥斯汀分校的Arumugam Manthiram教授等人在锂硫电池体系中引入具有正电荷静电竞争能力的盐改善锂硫电池在低液硫比和低温条件下的电化学表现。
本文要点
1) 作者使用三氟乙酸铵为添加剂，其中三氟乙酸根能与多硫阴离子竞争锂离子，而铵根离子能与锂离子竞争多硫阴离子，从而破坏多硫化锂成簇；
2) 添加三氟乙酸铵的电池在高液硫比和常温下与使用普通锂硫电池电解液的电池性能相差无几；
3) 在E/S=4.5 μL/mg的低液硫比条件下，含有三氟乙酸铵的电池比容量高达930 mAh/g，相比于对照组（250 mAh/g）提升370%；
4) 在-20oC环境中，添加三氟乙酸铵的电池表现出更大的容量和更低的极化程度。
作者的这一研究是承接以前的研究工作而来（Chem. Mater. 2020, 32, 2070−2077.）。之前的工作中只引入了具有静电力竞争效应的阴离子，两个工作可以对比欣赏。
参考文献：
A. Gupta et al. Tailoring Lithium Polysulfide Coordination and Clustering Behavior through Cationic Electrostatic Competition, Chem. Mater., 2021
DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c00893
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.1c00893
