【锂硫电池】含硫链的共价交联石墨烯薄片正极材料

硫作为一种低成本、可持续、高理论容量的锂硫（Li-S）电池正极材料，可以满足电动汽车和移动信息技术等便携式电源日益增长的需求。然而，其形成的多硫化锂的穿梭效应以及低导电性严重降低了Li-S电池的电化学性能。

近日，捷克帕拉茨基大学Michal Otyepka，VŠB-奥斯特拉瓦技术大学Radek Zbořil报道了开发了一种具有极高硫负载量的硫链通过共价键固定到石墨烯的石墨烯-硫正极材料。

文章要点

1）实验和理论研究结果显示，得益于多硫化物链的亲核性，其容易与氟化石墨烯（FG）中的亲电中心反应，从而使得硫可以直接共价键合在石墨烯，导致形成碳-硫共价键和80 mass%的超高硫负载量。

2）由于这些特点，所开发的石墨烯-硫正极仅用5%的导电碳添加剂即可表现出优异的性能，具有非常高的全正极质量容量和倍率性能，以及出色的循环稳定性。与氟化醚电解质添加剂相结合，在0.1 C下，循环100次后，容量保持在700 mAh g⁻¹左右，在0.2 C循环250次后，容量保持在644mAh g⁻¹左右，即使在500次循环后，容量仍保持在470 mAh g⁻¹左右。

参考文献

Iosif Tantis, et al, Covalently Interlinked Graphene Sheets with Sulfur-Chains Enable Superior Lithium–Sulfur Battery Cathodes at  Full-Mass Level, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101326

https://doi.org/10.1002/adfm.202101326