第一作者：Xucheng Lv，Zikai Qian

通訊作者：陸俊

通訊單位：浙江大學

陸俊，浙江大學，講席教授，博士生導師，國家級高層次人才；以通訊作者/第一作者發表SCI收錄論文超過500篇，其中包括Science、Nature及其子刊Nature Energy、Nature Nanotechnology、Nature Catalysis、Nature Review Materials、Nature Communications共計超過60篇，論文總引用數超過60000次，H指數超過137。

論文速覽

鋰硫（Li-S）電池的緩慢動力學嚴重阻礙了其在極端條件下的應用。電解液作為電極的橋梁，在調節鋰硫電池的動力學行為中起著至關重要的作用。

本論文研究了一種多功能電解液添加劑苯基溴化硒（PhSeBr），該添加劑能夠同時對鋰硫（Li-S）電池的正負極和電解液產生積極影響。PhSeBr作為氧化還原介質和均相催化劑，能夠降低硫轉化的能壘，提高硫的利用率和反應動力學。

同時，Se-Br鍵的存在有助于重建鋰離子的松散溶劑化鞘和具有優異離子導電性的堅固雙層SEI（固態電解質界面），從而降低脫溶劑化能并增強界面動力學。

通過PhSeBr改性的Li-S電池顯示出優越的長周期穩定性，在0.5 C的倍率下300個循環后可逆容量達到1164.7 mAh g^-1。此外，在高硫載量和-20°C的低溫極端條件下，也獲得了優異的電化學性能。

圖文導讀

圖1：Li-S電池中多硫化物行為和反應機制的示意圖。

圖2：添加PhSeBr電解液添加劑后，鋰離子溶劑化結構的變化以及對鋰離子遷移動力學的影響。

圖3：含PhSeBr的Li-S電池的電化學性能。

圖4：PhSeBr在Li-S電池中的電化學行為。

圖5：含PhSeBr的Li-Li對稱電池在不同電流密度下的過電位和循環穩定性，循環后的鋰金屬形態。

圖6：PhSeBr在Li-S電池中作用的示意圖。

總結展望

本研究成功地將多功能電解液添加劑PhSeBr應用于Li-S電池，通過協同作用改善了鋰離子的動力學行為，并降低了硫的固-液-固轉換的高能壘。PhSeBr改性的Li-S電池在扣式和軟包電池中展現出卓越的穩定性，即使在高硫載量和低溫條件下也能穩定運行。

這項工作為設計能在極端條件下穩定運行的高級Li-S電池提供了一種簡單高效的途徑，并且這種多功能添加劑的驗證為設計先進的鈉硫電池乃至全固態硫基電池開辟了新的途徑。

文獻信息

標題：Enhancement of Overall Kinetics by Se-Br Chemistry in Rechargeable Li-S batteries

期刊：Angewandte Chemie International Edition

DOI：10.1002/anie.202405880