近日，课题组在硫化物钙钛矿锂硫电池的方面取得进展，相关成果以“Highly Conductive Quasi-1D Hexagonal Chalcogenide Perovskite Sr₈Ti₇S₂₁ with Efficient Polysulfide Regulation in Lithium-Sulfur Batteries”为题目发表在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》上。其中，论文第一作者为河南大学杨大伟老师和本课题组韩炎兵副教授，本课题组史志锋教授等人为本论文通讯作者。本课题组研究生张晶露同学、郑州大学物理学院李梦瑶老师、高晗老师也参与了本工作。

锂硫电池（LSBs）因其高理论比容量（1672 mAh g⁻¹）、高能量密度（2600 Wh kg⁻¹）、低成本和绿色环保等优势而受到广泛关注，被认为是下一代储能系统的候选者之一。然而，硫固有的电荷传输效率差、可溶性多硫化物的“穿梭效应”、充放电过程中的剧烈体积膨胀及锂枝晶的生长等问题限制了锂硫电池的大规模应用。而六方结构硫化物钙钛矿具有优良的导电性和稳定性，其特殊的准一维结构可能成为锂离子传输通道，这些特性赋予硫化物钙钛矿在锂硫电池领域的巨大潜力。

基于此，本研究提出使用六方硫化物钙钛矿Sr₈Ti₇S₂₁作为锂硫电池的硫宿主，将Sr₈Ti₇S₂₁钙钛矿作为阴极添加剂，在充放电过程中固化多硫化物和引导Li₂S沉积。实验和理论计算结果表明，Sr₈Ti₇S₂₁具有多个亲锂/亲硫吸附位点和良好的电催化活性，有效促进了多硫化物的氧化还原反应。S@Sr₈Ti₇S₂₁阴极在0.2 C时初始容量高达1315 mAh g^-1，在1 C时400次循环后平均容量衰减率仅为0.08 %，在6.5 mg cm^-2的高硫负载下具有6.58 mAh cm^-2的高面积容量。这项工作揭示了硫系钙钛矿在锂硫电池方面的潜力和前景。

该工作得到了国家自然科学基金等项目支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202401577