锂硫（Li–S）电池具有高的理论容量和能量密度等优点，被认为是有希望的未来储能装置。并且，其高质量能量密度使得Li-S电池更适合用作大型装置的电源，比如高空无人机和太空等设备。对于这些应用，电池应该满足较低的自放电和较宽的工作温度范围。在这里，我们将具有MnS亲硫位点的碳纳米纤维作为柔性中间层引入Li–S电池中，通过物理抑制作用来减少穿梭效应并加速反应动力学，最终协同促进化学吸附与转化。该电池的自放电明显变弱。在20次循环后（150小时），电压仍保持在2.37 V。对于硫负载量为2 mg cm-2时， 400次循环后容量仍高达714 mA h g-1。此外，电池的工作温度变宽。在55 和0℃温度下， 100次循环后容量分别稳定在894 mA h g-1和853 mA h g-1。这项工作为极端条件下锂硫电池的研究有一定的指导意义。

Figure 1. （a）MnS/CNF和CNF的合成示意图，（b）不同阻隔层抑制多硫聚合物的示意图。


Figure 2. MnS/CNF和CNF阻隔层的（a）XRD 和（b）Raman谱，（c）MnS/CNF和（d）CNF的SEM图，（e）MnS/CNF的TEM图，插图为HRTEM图，（f-i）STEM图以及相应的元素分布情况。


Figure 3.电化学表征。不同阻隔层（PP, CNF, MnS/CNF）的（a）恒电流充放电曲线，（b）CV曲线，电压范围1.7-2.8 V，（c）分别带有CNF和MnS/CNF阻隔层的对称型电池的CV曲线，（d）带有不同阻隔层电池的循环性能测试，（e）开路电压曲线，（f）倍率性能，（g）长时间的循环稳定性评估。


Figure 4. Li2S6溶液中分别加入CNF和MnS/CNF阻隔层的（a）光学照片和（b）UV-vis光谱，（c-d）MnS/CNF阻隔层在放电前后的高分辨Mn 2p XPS谱。


Figure 5.（a）无阻隔层，分别带有（b）CNF和（c）MnS/CNF阻隔层的 PP-隔离器的光学照片，（d）CNF在循环后的STEM图，插图为元素S的分布图，（e）MnS/CNF在循环测试后的STEM图，插图为对应的 S元素分布，（f-g）带有阻隔层的锂离子电池阳极的SEM图。
     该研究工作由吉林大学Dong Zhang 和 Zhenhua Sun课题组于2019年发表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：Electrospun carbon nanofibers with MnS sulfiphilic sites as efficient polysulfide barriers for highperformance wide-temperature-range Li–S batteries（DOI: 10.1039/c9ta12137d）