稀土催化剂在锂硫电池中的应用

近期，温州大学研究团队设计开发了Tb（铽）电子存储器，幷将其应用于锂硫电池（Li−S电池）中，使该电池展现出极为出色的电化学性能、循环稳定性、高硫载量和贫电解液能力，所以有望迎来大规模商业应用。

锂硫电池是以硫元素作为正极材料，金属锂作为负极材料的一种储能电池，理论比能量达到2600Wh/kg，远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量，因此被公认为是目前常用锂离子电池的最理想代替品之一，更适合应用在电动车、电动飞机等产品中。此外，该电池中的硫材料具有来源广泛、价格低廉和对生态环境较为友好的特点。

但是，Li−S电池也存在一定的不足，比如单质硫的导电性较差，可溶性多硫化物（LiPSs）的积累和穿梭。LiPSs的穿梭效应会导致活性材料损失和死硫形成、以及金属锂负极腐蚀，进而严重影响电池的质量。为了解决上述的问题，温州大学研究者向锂硫电池中引入了稀土催化剂，以加速可溶性多硫化物的转化，减少LiPSs在电解质中的积累和迁移。

研究表明，Tb电子存储器能够在Li−S电池循环过程中动态释放/接收电子，幷通过化学键如Tb−S吸附多硫化物，降低活化能垒，加速电子和锂离子传输，同时能选择性催化长链和短链多硫化物转化，因此表现出良好的电化学性能。其中，引入Tb3+/4+电子存储器的Li−S电池具有优异的循环稳定性、高硫载量和贫电解液能力。

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