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電池材料已成為學術研究的熱點。有機硫化合物被認為是一類很有前景的可充金屬電池正極材料。在經歷了20世紀80年代以來的長期停滯不前之后，它們近年來吸引了越來越多的關注。最近的研究集中在理解具有明確結構的線性有機硫分子R-S_n-R的氧化還原機制。此外，還開發了一些新的有機硫化合物。電池中有機硫的可逆硫-硫（S-S）鍵斷裂/形成使它們適用于電池中的功能材料。

鄭州大學付永柱等主要總結了2019年后有機硫材料在可充鋰電池中的最新進展。

圖1 鋰離子、鋰有機硫和鋰硫電池的比容量和比能量比較

在第一部分，作者總結了新開發的有機硫分子和聚合物。它們包括通過電化學方法合成的1,4-雙（二苯基膦酰基）四硫化物和基于1,3,5-苯三硫醇和元素硫之間縮合反應的超支化聚合物。簡要介紹了有機硫化物-金屬配合物和有機硫-碳復合材料，它們賦予有機硫獨特的電化學性能和增強的電池性能。

在第二部分中，詳細描述了幾種有機硫-無機雜化正極，其中有機硫可以在雜化中發揮獨特的作用，并可以參與無機組分的電化學氧化還原過程，從而提高放電容量和循環穩定性。

圖2 幾種有機硫材料的電化學轉化機理及性能

在第三部分中，總結了有機硫作為電解液添加劑的最新研究。有機硫可以參與SEI的形成，從而保護鋰金屬負極并抑制鋰枝晶的形成。同時，在Li-S電池中，有機硫可以與多硫化物結合以減輕穿梭效應。

最后一節，簡要介紹了其他電池系統中使用的有機硫材料，如氧化還原液流電池和鈉（Na）/鎂（Mg）電池。最后，對有機硫材料的未來發展進行了總結和展望。

圖3 可充金屬電池中有機硫材料的概要說明

Advances of Organosulfur Materials for Rechargeable Metal Batteries. Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202103989

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鄭大付永柱Adv. Sci.：可充金屬電池用有機硫材料的研究進展

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