山东科技大学林孟昌团队在ChemSusChem期刊发文，提出一种使用氯化铝/乙酰胺深共晶溶剂电解液的铝硫电池，正极由单质硫氧化生成正四价硫化物（氯化硫化铝）后又还原成单质硫的可逆反应主导，单电池展现1.70–1.95 V的高放电电压平台，为低成本和高能量密度铝硫电池的发展提供了理论基础。

铝硫电池具有低成本、高能量密度和高安全等特点，近年来受到世界上电化学相关研究团队的高度关注。关于铝硫电池的工作多着重于单质硫正极的结构设计，且单质硫在还原反应下生成硫化铝（Al2S3），理论工作电压约为1.20 V，放电比电容量为1000–1600 mAh g_s^-1。然而，由于单质硫经过还原后生成的不是硫化铝而是短链多硫化物阴离子，这导致多数铝硫电池的实际工作电压仅在0.31–0.72 V。在高比电容量的前提下，提高铝硫电池的工作电压可大幅提高其能量密度，因此，研究具有高放电电压平台的铝硫电池对其未来发展具有重要意义。

鉴于此，山东科技大学林孟昌团队2018年在ChemElectroChem期刊发表论文揭示了单质硫正极在氯化铝/尿素(1.3摩尔比)深共晶溶剂电解液中具备较佳的化学稳定性，并研究了单质硫在其中进行氧化反应后的可逆性（ChemElectroChem 2018, 5, 3607-3611）。在作者新发表于ChemSusChem的工作中，通过研究单质硫在8种氯化铝基深共晶溶剂或离子液体（1.3摩尔比）中的氧化与还原反应，确认仅有氯化铝/乙酰胺与氯化铝/尿素两种深共晶溶剂电解液可同时进行单质硫的氧化与还原反应。而且，使用氯化铝/乙酰胺电解液的铝硫电池放电电压为1.70–1.95 V，首圈比电容量为880 mAh g_s^-1， 循环400圈后容量维持率为56.3%。在应用展示方面，验证0.33 mAh的软包铝硫电池可点亮驱动电压为1.60 V的红光LED灯珠约两小时。

论文信息：

Understanding the Oxidation and Reduction Reactions of Sulfur in Rechargeable Aluminum-Sulfur Battery with Deep Eutectic Solvent and Ionic Liquid Electrolytes

Dr. Yinghui Bian, Weichuan Jiang, Yonglei Zhang, Xiaohang Wang, Zichuan Lv, Shuai Zhou, Lishun Zhao, Yuqing Han, Hui Chen & Prof. Meng-Chang Lin*

ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202101398