近期，河南大學(xué)特種功能材料教育部重點實驗室、材料學(xué)院趙勇課題組在鋰硫電池領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)成果以InsituConstructionofRobustBiphasicSurfaceLayersonLiMetalforLi-SBatterieswithLongCycleLife為題，在國際化學(xué)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（AngewandteChemieInternationalEdition）上發(fā)表。

鋰硫電池因其高的理論能量密度（2600Whkg-1）、正極活性物質(zhì)硫低廉的價格等優(yōu)點，受到了人們的廣泛關(guān)注，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉创鎯D(zhuǎn)換設(shè)備。在電池循環(huán)過程中，由于鋰金屬負極的枝晶生長、以及其和電解液組分（包括溶解的多硫化物）發(fā)生副反應(yīng)等問題，造成電池低的庫倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性。因此，如何有效地抑制鋰負極的枝晶生長以及其和電解液組分的副反應(yīng)，是包括鋰硫電池在內(nèi)的鋰金屬電池領(lǐng)域面對的一項重要挑戰(zhàn)。

在該研究工作中，趙勇課題組借助相似相溶原理，解決了多價金屬氟化物在有機溶劑中的溶解問題。在此基礎(chǔ)上，將金屬氟化物溶解在高極性溶劑二甲亞砜中，從而發(fā)展了原位構(gòu)建堅固的雙相表面層抑制鋰枝晶生長和多硫化物穿梭新策略。系統(tǒng)研究證明了雙相表面層能夠顯著提升電池循環(huán)過程中鋰金屬負極/電解質(zhì)界面的離子傳輸速率和機械穩(wěn)定性，并抑制電解質(zhì)中多硫化物的穿梭效應(yīng)，從而提升鋰硫電池的庫倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性。該研究工作不僅為解決鋰金屬負極的腐蝕和枝晶生長問題供應(yīng)了新的技術(shù)手段，而且能夠為其它堿金屬負極的穩(wěn)定循環(huán)供應(yīng)新的思路（AngewandteChemieInternationalEdition2021,DOI:10.1002/anie.202015049）。實驗室碩士生郭威和博士研究生韓慶為論文第一作者，趙勇教授和陳中輝博士為論文通訊作者。

本工作得到了中組部、國家自然科學(xué)基金委、河南省科技廳、河南省教育廳和河南大學(xué)的大力支持。AngewandteChemieInternationalEdition是化學(xué)領(lǐng)域的期刊，最新影響因子為12.959。