凝膠聚合物電解質（GPE）激發了開發高性能準固態鋰硫（Li–S）電池的熱情，但非極性硫陰極與極性GPE之間的不相容性限制了其進一步發展。通過將非極性硫陰極替換為極性有機硫陰極來改變極性，有望改善陰極-電解質界面的兼容性。

圖1. 材料表征

大連理工大學胡方圓等受“同類相容”策略的啟發，開發了一種乙烯基封端超支化聚合物網絡（PEI-GMA），作為有機硫聚合物陰極（G/PEI-GMA@S）和GPE以構建強陰極-電解質界面。

研究顯示，通過調節陰極-電解質極性和分子間相互作用構建了連續的電子/離子通路。此外，PEI-GMA-GPE還能促進形成穩定的無機硫代硫酸鹽和聚硫酸鹽復合物以及SEI層，從而進一步增強了界面相容性。

圖2.?半電池性能

因此，設計的G/PEI-GMA@S與PEI-GMA-GPE表現出良好的界面相容性，并且與具有G/S陰極的準固態電池相比，循環過程中的總內阻降低了60%以上。G/PEI-GMA@S不僅提高了與PEI-GMA-GPE的相容性，而且PEI-GMA-GPE還能抑制G/PEI-GMA@S的微溶解，兩者之間實現了協同效應。

結果，G/PEI-GMA@S經過400次循環后容量保持率為91%，明顯高于G/S（46.2%）。這種通過調節組分極性實現強界面的概念研究有望改善準固態Li-S電池的電化學性能。

圖3.?Li-S電池性能

“Like Compatible Like” Strategy Designing Strong Cathode-Electrolyte Interface Quasi-Solid-State Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202302688