近日，我院赖超教授、联合格里菲斯大学张山青和康考迪亚大学李夏教授在国际知名期刊Chem上撰写综述论文“Regulating liquid and solid-state electrolytes for solid-phase conversion in Li-S batteries”。该论文全面综述了电解质调控策略在液态，准固态和固态体系Li-S电池中促进固转化反应的应用。赖超教授为通讯作者，江苏师范大学为第一署名单位。
锂硫（Li-S）电池由于S正极的超高理论能量密度而受到研究人员的广泛关注。基于不同的电解质体系，Li-S电池中会发生不同的电化学反应，对于传统的液态电解质体系，液-固两相反应主导电化学充放电过程，主要涉及固态S8还原为可溶性的长链/短链的锂多硫化物（LPSs），后续还会发生固态Li2S2转变为Li2S的固相反应，而该反应生成的Li2S是本征不导电的，在实际应用中造成动力学缓慢和低比容量，同时生成的LPSs中间体在电解质中是可溶的，造成正极S不断溶解并转移到Li负极，即所谓的穿梭效应。相对比，直接将S8正极转变为Li2S的固相反应可以有效避免穿梭效应，进而来提高Li-S电池能量密度，其特征是在电化学充放电曲线上只有一个电压平台。然而，固相反应最大的挑战在于如何克服该反应的缓慢动力学步骤，一方面可以设计宿主材料，将S正极封装在微孔碳基底中，另一方面是设计新兴的电解质体系。
鉴于此，本综述主要总结了电解质调控策略的优势和挑战，主要包括三个方面（图1）：
（1）液相电解质设计：碳酸酯基电解质开发以及设计并改性含微溶的溶剂化结构的电解质来固定LPSs；
（2）在固态电解质和电极之间构建溶剂化中间层的准固态电解质的开发；
（3）全固态电解质开发设计。另外，作者也对不同电解质体系的设计、基本反应机制、界面设计、先进表征技术以及全固态Li-S电池（ASSLSBs）性能分析进行了详细的探讨，最后总结了基于固相转化反应的Li-S电池面临的挑战与未来高能量Li-S电池应用的前景，为从电解质调控的角度设计和开发高能量的Li-S电池提供指导。
图1. 采用液态、准固态和全固态电解质的Li-S电池中实现固相转换反应的策略
Chao Xing, Hao Chen, Shangshu Qian, Zhenzhen Wu, Ameer Nizami, Xia Li*, Shanqing Zhang*, and Chao Lai*, Regulating liquid and solid-state electrolytes for solid-phase conversion in Li-S batteries, 2022, 8, 1201-1230.
