硫是一種安全、無毒、廉價且天然儲量豐富的材料，與其他材料相比，它能夠以較低的成本儲存能量，因此在鋰硫電池中發揮著重要作用。盡管鋰硫電池的這些突出特點很有吸引力，但要使其實際容量與其理論值相匹配，以進一步實現商業化，仍然是一項挑戰。

圖1 材料制備及作用示意

韓國科學技術研究院Il-Doo Kim、江西師范大學侯豪情、南京林業大學蔣少華等首次提出了基于PEO（聚環氧乙烷）/LiFSI（雙氟磺酰亞胺鋰）/PVDF（聚偏氟乙烯）（PLP）的凝膠聚合物電解質涂層在碳納米管（CNTs）基硫正極上的應用，以提升鋰硫電池的性能。研究顯示，PL涂層與鋰鹽形成絡合物，有效抑制了Li₂S_x（x > 4）在高DN（古特曼供體數）PEO中的溶解，并豐富了反應位點。

此外，在PLP凝膠中使用低DN PVDF可促進元素硫轉化為固體Li₂S₂/Li₂S，而不會形成中間產物，從而進一步增強了穿梭效應的抑制。另外，通過在優化溫度下進行退火處理，PEO的無定形結構得以保留，從而促進了鋰離子的遷移。

圖2 電化學性能研究

得益于上述特性，涂覆了PLP的S/CNT在長期運行（1000次循環）后仍能保持較高的放電容量（0.5 C時為573.6 mAh g^-1），甚至在6 C的高倍率工作條件下也實現了318.1 mAh g^-1的高放電容量。值得注意的是，簡單地涂覆PLP就能使鋰硫電池穩定運行達1000次，并具有較高的比容量，這有助于縮小鋰硫電池實驗室規模研究與工業化之間的差距。

圖3 CV和EIS研究

Sulfur–Carbon Electrode with PEO-LiFSI-PVDF Composite Coating for High-Rate and Long-Life Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202302139