隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境惡化問題的日益嚴重，尋找清潔、高效、安全的新能源成為當前急需解決的重大問題。鋰硫二次電池具有價格低廉、環(huán)境友好、理論比能量高等優(yōu)點，特別是硫不但在地球中儲量豐富，而且硫正極材料的理論容量和比能量是傳統(tǒng)鋰電池正極材料的10倍以上。

　　鋰硫電池被公認為是未來鋰離子電池最理想的替代品。一旦，鋰硫電池成功實現(xiàn)商業(yè)化，那必將給電子、電動汽車等行業(yè)帶來質(zhì)的飛躍。

　　然而，目前　　戰(zhàn)，其中最關(guān)鍵的問題來源于電池充放電過程中產(chǎn)生的易溶解于電解液的中間產(chǎn)物—多硫化物。一方面，多硫化物的溶解增加了電解液的黏度，降低了離子導電性;另一方面，多硫化物的溶解導致活性物質(zhì)急劇流失，電池的性能大幅衰減。

　　因此，如何減少硫在電解液中的損失，實現(xiàn)有效“固硫”?如何設計出高載量的硫正極以提高比能量?這些都是目前實際應用過程中亟待解決的關(guān)鍵難題。

　　近日，溫州大學王舜教授團隊聯(lián)合加拿大工程院院士、滑鐵盧大學陳忠偉教授課題組及美國阿貢國家實驗室陸俊博士課題組在Nat.Commun.2018(9)705(自然·通訊)上發(fā)表了題為“Chemisorptionofpolysulfidesthroughredoxreactionswithorganicmoleculesforlithium–sulfurbatteries”的學術(shù)論文，首次提出了利用有機小分子蒽醌“固硫”的創(chuàng)新思路，實現(xiàn)了高載量硫正極長期循環(huán)的穩(wěn)定性。

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　　據(jù)此，研究者提出了不同于傳統(tǒng)的有機小分子助力的“固硫”新機制，即通過在充放電過程中小分子蒽醌與可溶性多硫化鋰發(fā)生“化學性吸附”，形成無法溶解于電解液的不溶性產(chǎn)物，從而實現(xiàn)了對活性物質(zhì)流失的有效抑制，顯著地增加了電池的壽命。

　　再者，有機小分子成本低(如蒽醌1公斤低于50元)，電極制備簡單、方便，易于大規(guī)模合成;同時，還可以簡便構(gòu)建高載量的硫電極，進一步提高電極的單位面積質(zhì)量和電池的比能量。在未來，小分子“固硫”新技術(shù)將有望大大縮短高性能鋰硫電池商業(yè)化的進程。

　　總之，這一研究成果揭示了有機小分子對鋰硫電池循環(huán)性能的重要作用，在鋰硫電池傳統(tǒng)研究的基礎上提出了新的研究方向——小分子助力構(gòu)建高性能鋰硫電池。這一研究將使得鋰硫電池的發(fā)展邁向新臺階。