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人們為解決鋰硫電池中的穿梭效應和動力學遲緩問題做出了巨大努力，但在調整硫正極的反應路徑方面卻鮮有成果。

浙江大學王琦等報告了一種用液態有機硫化物替代無機硫的策略，并在正極和電解液之間構建了一個新型的液-液界面，有效抑制了穿梭效應，此外，將固-液-固轉化反應簡化為只有液-固過程，從而大大改善了反應動力學。

圖1. 各種電解液的物理化學特性

具體而言，結合局域高濃度電解液（LHCE）體系的優點，作者設計了一種新型的全液態正極，并將傳統無機硫的固-液-固相轉換過程簡化為液-固轉換。通過這種方式，可以同時增強電子和離子的傳導性，從而加速電池的動力學性能。苯基四硫化物Ph-S₄-Ph（表示為PTS）是一種液態有機硫化物，擁有六個電子的轉移，理論上的比容量為570 mAh g^-1，被建議作為正極材料。

由于PTS和LHCE之間的互不相溶，可以避免活性材料在電解液中嚴重溶解而造成的巨大損失。基于全液態PTS的正極最大程度地簡化了多電子轉換過程，從而緩解了復雜的界面問題

。同時，由于通過增加LHCE中的離子遷移數量和溶解一部分在離子傳導中起重要作用的放電產物PhSLi來補償低離子傳導率，作者建立了一個具有優良離子傳導的有利環境，大大增強了正極的動力學性能。

圖2. 半電池性能及SEI分析

基于上述理論，作者提出了一種基于1M LiFSI-1,2-二甲氧基乙烷（DME）和惰性1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙醚（TTFE）的普通LHCE體系作為研究電解液。通過調整TTFE的比例，可以得到一系列的電解液，以研究對界面的不同影響，并得到DME和TTFE的最佳比例。結果，當DME/TTFE體積比為2:8時（表示為TTFE80），PTS和電解液之間出現了穩定的液-液界面，隨著循環的進行，PhSLi的離子通道逐漸出現。因此，該電池與正極和負極都能表現出良好的兼容性和動力學。

結果，Li|PTS半電池在0.5C下表現出優異的循環穩定性，750次循環后容量保持率達到64.9%。PTS負載為3.1克Li|PTS軟包電池的最大容量為997mAh，在100mA的電流下循環50次后保持了82.1%的初始容量。這項工作提供了對界面上離子傳導的進一步理解，可以擴展到全固態電池、氧化還原流電池等。

圖3. 采用EETE80電解液的Li|PTS電池的電化學性能

Acceleration of Cathode Interfacial Kinetics by Liquid Organosulfides in Lithium Metal Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2022. DOI: 10.1002/anie.202213160

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