近日，光伏材料省重点实验室肖助兵教授课题组在高性能锂硫电池方面取得研究进展，以“Polaron Hopping-Mediated Dynamic Interactive Sites Boost Sulfur Chemistry for Flexible Lithium-Sulfur Batteries”为题，发表在国际期刊《Energy Storage Materials》上（影响因子17.789）。
锂硫电池作为下一代储能电池的理想选择, 具有高电池理论能量密度，成本低和环境友好等优势。然而由于固体硫的绝缘性、可溶性多硫化锂的穿梭效应以及电池运行过程中巨大体积膨胀的限制，锂硫电池对硫的利用率较低以及循环寿命较差。缺陷氧化物中氧活性位点和多硫化物之间能有着较强的化学吸附作用从而能有效固定多硫化物，因此缺陷氧化物能够抑制穿梭效应。该组采用具有氧缺陷的RuO2(RuO2-x)作为硫载体，通过极化子跳跃介导可实现对溶性多硫化物具有较强的化学吸附和催化转化活性。RuO2-x在宽电压范围内具有均匀的储锂能力有利于电荷传输，此外其独特的巢状结构和不随结构弯曲而改变的高电导率等特性有利于对多硫化物的吸附作用。通过理论计算研究发现，在动态的RuO2-x表面极化子跃迁引起的相演化和电荷捕获进一步降低了RuO2-x/S体系中反应能量成本，有利于反应势垒的减弱，从而加速锂硫反应动力学。而且柔性锂硫软包电池在正极载流量高达7.0 mg cm-2和低电解液用量（2.8 μL mg-1）的情况下弯曲至不同角度后，放电容量没有出现明显衰减。当叠回平面状态后，软包电池仍具有0.34 Ah的可逆容量，同时可以达到328 Wh kg-1和357 Wh L-1的高能量密度。
该成果得到了国家自然科学基金资助项目、河南大学“杰出人才特区支持计划”第四层次特聘教授启动经费、河南省高校基础研究重点科研项目、河南省自然科学基金资助项目及河南省博士后基金资助项目的支持。河南大学光伏材料省重点实验室为该论文的唯一通讯单位。论文的第一作者为硕士生研究生牛力群，肖助兵教授为论文通讯作者。
文章连接https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.12.039
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