随着移动电子设备、无人机以及电动汽车的发展，对高能量、高安全性能的电化学储能系统的需求日益增强。 传统的锂离子电池已经几乎达到其理论容量的极限，锂硫电池具有很高的体积(2.8 kWh L-1)及质量(2.5 kWh kg-1)能量密度，被视为较为理想的下一代二次电池系统之一。但锂硫电池在充放电过程中，会形成可溶于电解液的多硫化物， 多硫化物的溶出会导致正电极活性物质减少，造成不可逆容量损失。同时，硫及硫化锂几乎不导电，会降低锂硫电池电子传输效率及电化学反应效率。为解决这两个问题，多采用正极改性的碳材料作为硫的载体，从而提高硫正极导电性、抑制多硫化锂的溶出。
(a) 氯化物包覆的碳纳米纤维的示意图， (b) InCl3包覆的碳纳米纤维的扫描电镜图，(c) InCl3包覆的碳纳米纤维的透射电镜图，插图为InCl3的选区电子衍射图，(d) 硫负载量为4 mg cm−2 时的InCl3包覆的碳纳米纤维作为正极载体的锂硫电池在0.2C倍率下的长时间循环性能。
浙江大学陆盈盈课题组利用静电纺丝技术与物理气相沉积的方法，制备了一系列不导电的氯化物包覆的碳纳米纤维材料，作为硫正极材料的载体，首次利用不导电的氯化物来抑制多硫化物的溶出，并取得了较好的实验结果。理论计算结果显示，当氯化物与硫化物的结合能适中时，不仅可以有效地吸附多硫化物，并且不会因为结合力太强而抑制多硫化物扩散到碳纳米纤维表面，进行下一步电化学反应。这一结果与实验结果相吻合，与多硫化物结合能适中的InCl3的电化学循环性能最佳。在高硫负载量的情况下，氯化铟包覆的碳纳米纤维在经过650个充放电循环后，平均每个循环容量仅衰减0.019%。该工作为抑制多硫化物的溶出提供了一个新的思路，通过调控氯化物对多硫化物的吸附作用与扩散作用，最大限度的抑制多硫化物的溶出，促进电化学反应的进行。由于氯化物不导电的特性，电子只能在导电的碳纳米纤维中传输，所以多硫化锂需扩散到碳纳米纤维基体上发生电化学反应；同时，导电的碳纳米纤维对增加硫正极的导电性也有突出的贡献。该工作为抑制多硫化锂的溶出提出了新的思路，为发展高容量、高循环性能的锂硫电池开辟了新的途径。相关论文发表于Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.201600175)。
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