吴湘江，何 丰，曹余良，艾新平

（1湖北省化学电源材料与技术重点实验室；2武汉大学化学与分子科学学院，湖北 武汉 430072）

发展长寿命、低成本的高比能二次电池是电动汽车、新能源储存以及各种便携式电子产品的紧迫应用需求[1]。锂硫二次电池具有高达2600 W·h/kg的理论能量密度，而且硫单质具有资源丰富、价格低廉、环境友好等优点，被认为是最具发展潜力的新一代电化学储能体系[2]。然而，构建高活性、长寿命的硫电极遇到了巨大的技术挑战。主要原因是常规硫电极反应基于溶解-沉积机制，在其充放电过程中伴随着可溶性多硫离子中间产物的生成。多硫离子在电解液中的溶解不仅造成活性物质的流失、电解液黏度的增加和锂负极的腐蚀，而且会引起穿梭效应，导致电池容量的快速衰减和充放电库仑效率的大幅降低[3-4]。

针对活性物质的溶解流失，文献中提出了多种解决策略，如利用物理吸附和化学吸附去固定化多硫离子[5-13]，采用导电聚合物包覆[14]和多孔吸附层[15-16]去阻挡多硫离子的溶出，或者改变溶剂组成或增加电解液黏度去抑制多硫离子溶解和扩散等[17-19]。应当说这些方法均能在一定程度上缓解，但并不能从根本上解决多硫离子的溶解流失问题。受到电极表面SEI（solid electrolyte interphase）膜的启发，我们在近期工作中提出了一种构建固相转换反应硫电极的策略，即采用有机碳酸酯与醚的混合溶剂为电解液溶剂组成，利用碳酸酯共溶剂与多硫离子之间的亲核反应在硫颗粒表面原位生成一层SEI膜，隔离硫/碳复合材料中硫与电解液的直接接触，从而将硫电极反应从常规的溶解-沉积机制转换为固相转化机制，避免多硫离子的产生和溶出[20]。……