高比能锂硫电池要想得到广泛应用必须解决由多硫化物溶解穿梭和金属锂不均匀沉积带来的循环寿命短、库伦效率低等问题。近日，美国得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram将三硫代碳酸锂（Li₂CS₃）包覆的Li2S复合材料用作Li-S电池双功能正极材料有效解决了上述问题。

文章要点

1）研究人员通过简单的湿法球磨过程制备了Li₂CS₃@Li₂S复合正极材料，得益于其独特的电化学反应机制，Li₂CS₃@Li₂S正极的平均放电电压由Li₂S正极的2.11V提高到2.23V。此外，研究人员还发现Li₂CS₃可以作为双功能材料来改善正极的电化学性能，这归功于其能够在正极表面形成低聚物结构层来抑制多硫化物的溶解穿梭并为活性物质提供电子/离子传输通路。

2）对负极一侧来说，Li₂CS₃有助于在负极表面形成坚固的保护层来实现金属锂的均匀沉积与剥离。得益于上述因素，Li₂CS₃@Li₂S复合正极在半电池和全电池中均表现出优于传统Li₂S正极的性能。在高比能的无负极锂金属电池中，Li₂CS₃@Li₂S在循环125周后的容量保持率能够高达51%。

参考文献

Hyunki Sul et al, Lithium Trithiocarbonate as a Dual-Function Electrode Material for High-Performance Lithium–Sulfur Batteries, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200680

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202200680