随着可再充电锂金属电池(LMB)的发展,特别是锂硫(Li−S)电池的发展,有机硫族化合物小分子因其丰富的资源、可逆的氧化还原、高容量、可调谐的结构、独特的功能可调节性以及与同类多硫化物的强相互作用而受到越来越多的关注。鉴于此,南通大学钱涛等综述了有机硫族化合物小分子在电池的三个重要部分即电解质、界面和正极中的工作原理。
本文要点:
(1)在调节电解质中的动力学方面,有机硫族化物小分子不仅可以作为氧化还原介质,加速硫的氧化还原动力学,还可以改变固有的缓慢的固-固过程,形成更快的氧化还原途径,这将为低温锂硫电池的发展带来光明。
(2)在界面化学方面,引入有机硫族化合物小分子可以构建更具弹性和稳定性的负极单SEI膜或正极/负极双SEI膜,从而有效提高电池的循环稳定性。
(3)有机硫族化物小分子可以以液相、固相或聚合物前体的形式用作正极材料。
(4)提出了进一步的机制破译、电池配置设计和机器学习的建议和优化,从而为弥合有机硫族化物小分子的合理调制和实际电池实现之间的差距提供了方向。
Zhou, J., Qian, S., Hao, B., Liu, J., Zhou, X., Yan, C., Qian, T., Small Molecules, Great Powers: Chemistry of Small Organo-Chalcogenide Molecules in Rechargeable Li-Sulfur Batteries. Adv. Funct. Mater. 2023, 2213966.
DOI:10.1002/adfm.202213966
https://doi.org/10.1002/adfm.202213966