AEM：3D多孔石墨烯/聚丙烯腈-硫复合结构用于高负载量的锂硫电池

锂硫（Li-S）电池作为下一代高能量密度储能器件，已经引起了人们的极大兴趣。然而，由于其较差的电子/离子传导，以及可溶性多硫化物物种的严重穿梭效应等问题，导致Li-S电池的实际应用受到低容量和在商业水平质量负载下容量快速衰减的严重限制。

近日，为了解决上述问题，湖南大学朱建副教授报道了一种用于高负载量锂硫电池的三维（3D）多孔石墨烯/聚丙烯腈-硫（3DHG/PS）复合正极材料。

文章要点

1）具有3D多孔石墨烯框架的独特结构设计确保了厚电极内的快速电子和离子传输，并为缓解电极的体积膨胀提供了足够的空间。此外，原位拉曼结果表明，3DHG/PS内的共价硫从根本上避免了形成可溶性多硫化锂，从而有效降低了穿梭效应。

2）凭借上述这些优势，3DHG/PS正极在连续1500次循环后表现出每循环0.012%的超低容量衰减率，以及在15.2 mg cm^-2的高质量负载下，仍具有高比容量和出色的倍率性能，从而为构建在超过商业水平的质量负载下仍具有出色性能的Li-S电池提供了一条有效途径。

参考文献

Tao Wang, et al, 3D Holey Graphene/Polyacrylonitrile Sulfur Composite Architecture for High Loading Lithium Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202100448

https://doi.org/10.1002/aenm.202100448