随着现代科技的高速发展与新型技术不断革新，锂硫电池逐步进入人们的视野并应用到储能领域当中。与传统锂电池相比，锂硫电池不仅拥有更高的能量密度和更低的成本，还具有循环长寿命和环境友好的特点。锂硫电池也因此被认为是拥有前景广阔的下一代储能技术，而备受关注。
然而，由于锂硫电池的硫正极的导电性较差，其在充放电过程中硫与锂离子结合生成的多硫化锂会溶于电解液，在浓度梯度的作用下会穿梭到负极而形成穿梭效应，导致活性物质的损失。显然，这项穿梭效应阻碍了锂硫电池在商业中被广泛地应用。
长安储能研究院作为致力于新能源储能领域的高新技术科研平台，始终密切地关注着锂硫电池领域动态发展，积极探索锂硫电池革新能源领域的可能性。
近期，来自同济大学的杨金虎教授和张弛教授团队通过一种简便的共熔方法构建了一种新型（P、S、Se）三元共价无机框架材料Covalent Inorganic Framework (CIF)—P(4)Se(6)S(40)，并将其用作于锂硫电池的正极材料。这项研究或将成为未来储能领域的突破性技术，为锂硫电池实现更高性能奠定基础，使其在能源领域的实际应用中展现更多可能：
可实现电池更高容量。P(4)Se(6)S(40)由 P、Se、S 共价网络组成，具有类似四面体的三维框架结构，其中四个P原子位于顶点，六个S-Se 链（-S-S(x)SeS(4-x)-S-）位于边缘。具有开放式框架结构的P(4)Se(6)S(40)的 S含量很高。因此在电化学反应过程中，所有的活性原子位点都能被触及和利用，从而实现了电池较高的容量。
可实现电池高性能。该研究提出，在S原子链中引入Se原子可改善S链的电子导电性，从而提高库仑效率，但不会明显影响P(4)Se(6)S(40)的容量，因为Se对锂存储也具有电化学活性。更重要的是，Se原子的半径比S原子大，在S-Se链中与S原子交替排列，可作为异质原子垛，阻挡周围 S原子的键合，从而有效避免在充放电过程中形成长链多硫化锂。
可有效抑制穿梭效应。新型材料P(4)Se(6)S(40)在完全锂化后会形成稳定的具有四面体构型的Li(3)PS(4)，它不仅是促进锂离子扩散的良好离子导体，还能起到三维空间屏障和化学屏障的作用，从而抑制多硫化物的溶解和扩散，进一步抑制穿梭效应。
综合研究者所示，P(4)Se(6)S(40)因其有独特的开放式四面体三维结构便于锂离子插入，可在短链硫单元从源头上避免了穿梭效应的产生。其次，Se元素的存在不仅提高了硫链的电子传导性，参与了容量贡献，而且通过其杂原子势垒效应避免了长链硫的形成。此外，锂化后形成稳定的具有四面体构型的Li(3)PS(4)产物，不仅是良好的离子导体，而且还可以作为活性位点来抑制多硫化物的溶解和扩散，进一步抑制穿梭效应。
正因此，P(4)Se(6)S(40)正极在正常质量负载和超高硫质量负载（10.5mg cm(-2)）条件下，仍然能表现出高容量和出色的循环稳定性以及良好的倍率性能。
长安储能研究院认为，这类新型三元无机共价骨架材料(P(4)Se(6)S(40))有望成为高性能锂硫电池的正极材料。此项研究对于储能技术领域新发展具有重要意义。其为长循环寿命、高能量的新一代锂硫电池提供了一种新型的三元无穿梭效应正极材料，也为锂硫电池在储能领域中被广泛应用提供了更多的无限可能。
未来，长安储能研究院将在储能高新企业长安绿电的战略指导之下，始终坚持以基础研究为核心，以产学研用为目的，不断探索与支持储能领域高新技术的革新与发展。同时，也将助力推动锂硫电池等下一代储能设备在能源领域的广泛应用，为加速中国乃至全球的绿色能源转型做更多贡献。这不仅为一次电池材料领域的技术突破，更将是一股促进全人类向绿色发展的“储能新动力”。
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