High Sulfur-Containing Organosulfur Polymer Composite Cathode Embedded by Monoclinic S for Lithium Sulfur Batteries

Xiang Li, Lixia Yuan,* Dezhong Liu, Zhen Li,* Jie Chen, Kai Yuan, Jingwei Xiang, Yunhui Huang*

  富硫聚合物作为一种新型的硫正极材料，在充放电过程中，硫原子紧密锚定在有机分子骨架上，减少了活性物质的损失，因此电化学性能更为稳定。但是，其硫含量通常较低，且制备电极过程中，低的导电性要求大量纳米碳的加入，因此电极中总的硫含量变得更低。基于此，我们以异氰脲酸三烯丙酯和硫粉为原料，通过两步热处理方式，得到了富硫聚合物STI。

  有趣的是，在聚合物中含有超小粒径的单斜硫，与包覆的有机聚硫化合物形成了“西瓜籽”结构，硫含量高达90%。有机聚硫化合物能够形成稳定的碳硫键从而抑制多硫化物的溶解并且能够在分子尺度提升硫的电化学活性，同时内部特殊的单斜硫晶型能够进一步改善电极的动力学并稳定电极结构。电化学测试显示，制备的电极在0.5 C下的放电比容量达904 mAh g^-1，在1 C下循环350圈的容量衰减率仅为0.017%。因此，该研究将有助于高硫含量富硫聚合物的进一步商业化应用。