據(jù)外媒報(bào)道，北京特種航天大學(xué)的研究人員，開發(fā)一種線性分子富硫有機(jī)材料，可作為鋰硫電池的硫正極。四甲基二硫代秋蘭姆-硫(TMTD-S)正極材料，在0.2C(1C＝1061mAh/g)下，供應(yīng)685mAh/g的初始容量，并能在200次循環(huán)后，保持540mAh/g的容量。

此外，使用科琴黑導(dǎo)電劑和碳布電流收集器，提高TMTD-S正極材料的導(dǎo)電率，該材料能供應(yīng)高達(dá)1054?mAh/g的初始容量。即使在0.5C的高電流密度和1.8mg/cm2的高質(zhì)量負(fù)載下，循環(huán)100次后，仍能保持930?mAh/g。

近十年來，鋰硫電池因具有高理論能量密度(2600wh/kg)，在世界范圍內(nèi)獲得廣泛研究，被認(rèn)為是下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而，因可逆容量小、庫侖效率低、循環(huán)壽命短等明顯缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，硫正極存在局限性。眾所周知，這是硫正極的固有缺陷所導(dǎo)致的，通常稱為多硫化物穿梭效應(yīng)。因此，人們在防止多硫化物穿梭方面做出大量努力，如在分離器中添加中間層，以便在正極側(cè)容納多硫化物；在正極中引入高極性材料，吸收附近的多硫化物；設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)復(fù)合材料正極，物理限制多硫化物；加入多功能電解質(zhì)，利用正極電催化劑，加速多硫化物沉積。

這些方法雖能緩解多硫化物穿梭效應(yīng)，但效應(yīng)的源頭仍然存在，即多硫化物的溶解，不可防止地會(huì)造成容量損失。防止多硫化物穿梭的基本方法，是控制多硫化物的溶解，防止使用八元環(huán)單質(zhì)硫?yàn)榛钚晕镔|(zhì)。因此，開發(fā)非單質(zhì)硫正極，或?qū)⑼苿?dòng)鋰硫電池實(shí)際應(yīng)用。

從硫正極的儲(chǔ)能機(jī)理中，可以看到，鋰化和去鋰化過程的本質(zhì)，在于S-S鍵的解離和形成。這種鍵不僅存在于單質(zhì)硫中，也存在于其他含硫化合物中。因此，含S-S鍵的化合物，可能成為潛在的正極候選材料，如金屬多硫化物（TiS4、MoS3等）、有機(jī)硫復(fù)合材料和有機(jī)多硫化物(二硫/三硫/四硫)。

研究人員通過簡單的加成反應(yīng)，在四甲基二硫代秋蘭姆（TMTD）中加入硫，合成一種富硫有機(jī)線性分子四甲基二硫代秋蘭姆-硫(TMTD-S)。TMTD-S具有RSnR(R=C2H6N(S))的線性分子結(jié)構(gòu)，活性硫含量高達(dá)60%wt%。這種TMTD-S正極材料，含硫量高，循環(huán)性能穩(wěn)定，具有較高的可逆容量。