南京大学「国家优青」金钟AEM | 抑制多硫化物的锂-有机硫电池正极：杂环桥连短硫链聚合物！

背景：锂硫电池中，传统有机硫聚合物正极的循环稳定性和倍率性能因多硫化物穿梭效应和结构不稳定而受限。研究目的：南京大学金钟团队设计并绿色合成了一种杂环桥连的短硫链聚合物——聚（吡嗪四硫化物）（PPZTS），旨在抑制多硫化物生成、促进锂离子均匀扩散，提升电池性能。结论：PPZTS正极通过吡嗪桥连短硫链结构有效防止长链多硫化物形成与穿梭，并增强对硫化锂的吸附。在0.1 A g⁻¹下容量达1250 mAh g⁻¹，5.0 A g⁻¹下仍保持660 mAh g⁻¹；在1.0 A g⁻¹下循环400次后容量保持率近74%。该正极在-20°C至80°C宽温范围内表现稳定，软包电池验证了其实用潜力。机理研究表明，其通过C–S、C–S–S–Li和C–S–Li键的可逆转变及短链硫物种的逐步转化储存Li⁺，避免了穿梭效应。该工作为高性能碱金属-硫电池正极材料提供了新思路。