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鋰硫電池作為儲能技術的可行性取決于解鎖其長期循環(huán)穩(wěn)定性。大多數(shù)不穩(wěn)定性源于多硫化物從正極的釋放和傳輸，這會造成鋰負極上苔蘚生長，從而導致電解液的持續(xù)消耗。因此，開發(fā)具有少多硫化物逸出量的耐用正極至關重要。

澳大利亞莫納什大學Mahdokht Shaibani、Matthew R. Hill、Mainak Majumder等人提出了一種糖基粘結劑體系（葡萄糖），由于其還原特性，它具有調節(jié)多硫化物的能力。此外，粘合劑在制備電極過程中可促進粘彈性細絲的形成，從而賦予硫正極所需的網(wǎng)狀微觀結構。

葡萄糖的重要貢獻可以概括為兩個方面。首先，葡萄糖是一種強還原劑，能夠將高階多硫化物轉化為低階多硫化物，同時還能提高多硫化物的保持能力——這些特性通過減緩多硫化物的穿梭來改善電池化學。其次，葡萄糖作為粘結劑液體的粘度調節(jié)劑具有很強的作用，這允許在典型電極制備過程中理想地成形粘彈性細絲，從而賦予硫正極所需的網(wǎng)狀微觀結構。

圖1 多硫化物吸附研究

利用上述協(xié)同效應，可獲得97%的硫利用率， 1000次的循環(huán)壽命和高容量保持率（500次循環(huán)后為1106 mAh g^-1，1000次循環(huán)后為700 mAh g^-1），同時實現(xiàn)> 99%的庫倫效率(CE)，這清楚地證明了對鋰金屬負極損害的減輕。

進一步為證明該粘結劑體系的穩(wěn)健性，作者制備了具有10.5 mg cm^-2的高負載量的正極，實現(xiàn)了12.56 mAh cm^-2的面容量和>98%的CE。此外，這項工作還制備出比能量高達206 Wh kg^-1的軟包電池原型，展示了實際應用的潛力。

圖2 CMC正極和CMC/葡萄糖正極之間的循環(huán)性能比較

A saccharide-based binder for efficient polysulfide regulations in Li-S batteries. Nature Communications 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-25612-5

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莫納什大學Nat. Commun.：葡萄糖作粘結劑，顯著提升鋰硫電池性能！

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