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盡管通過將硫封裝在導電碳基體或極性材料中，提高了鋰硫(Li-S)電池的比容量和循環穩定性，但低活性硫利用率和庫侖效率等挑戰仍然存在，這阻礙了其商業化應用。

上海理工大學鄭時有等開發了一種基于聚（Li₂S₆-r-1,3-二異丙烯基苯）（DIB）的富鋰共軛硫聚合物材料，以作為高倍率和穩定的Li-S電池正極材料。

圖1 材料合成示意圖

由于Li₂S₆與共軛芳烴骨架的強化學限制，有效地固定了多硫化物的溶解。此外，預鋰化的多硫化物共聚物可以提供額外的鋰離子以促進其氧化還原動力學。

因此，富鋰硫基共聚物表現出高輸出容量（經過120次循環后獲得934 mAh g^-1的容量）、令人印象深刻的倍率性能（在2 A g^-1的電流密度下為727 mAh g^-1)，以及超過500次循環的長期循環穩定性。

圖2 聚(Li₂S₆-r-DIB)正極的電化學性能

得益于其彈性和熱塑性，聚(Li₂S₆-r-DIB)共聚物可以澆鑄到商業碳布上，直接用作柔性正極，而無需粘結劑和導電劑。進一步與將熔融鋰滲透到“親鋰”硅碳布主體上獲得的柔性碳布/硅/鋰(CC/Si/Li )負極配對，構建了柔性Li-S軟包電池原型，該電池展示出穩定的循環性能（經過100次循環后獲得了658 mAh g^-1的容量）和優異的可折疊性（即使在30°、60°、90°、120°、150°、180°折疊下也能運行）。

該工作通過引入額外的鋰離子促進氧化還原動力學，擴展了分子設計方法，獲得了高性能的有機硫正極材料，為高性能Li-S電池的實際應用開發提供了有價值的指導。

圖3 柔性Li-S軟包電池性能

Lithiated Sulfur-Incorporated, Polymeric Cathode for Durable Lithium-Sulfur Batteries with Promoted Redox Kinetics. ACS Nano 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c08449

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上海理工鄭時有ACS Nano：富鋰共軛硫聚合物正極促進鋰硫電池反應動力學

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