升级回收废暖手宝作为高性能锂硫电池可持续多功能宿主材料

《Journal of Materials Chemistry A》：Upcycled spent hand warmers as sustainable multifunctional hosts for high-performance lithium–sulfur cells

本研究针对锂硫电池中多硫化物溶解和循环稳定性难题，创新性地利用废暖手宝和炼油脱硫副产物开发可持续复合正极材料。该材料在低电解液用量（10 μL mgsulfur?1）条件下实现6 mg cm?2的高硫载量，展现出732 mAh g?1的高放电容量、超100次循环稳定性及优异倍率性能，证实废料升级循环在高性能电池领域的应用潜力。

　　

锂硫电池（Li-S）因其高理论容量和低成本备受关注，但多硫化物（Polysulfides）溶解和循环稳定性问题制约其发展。本研究提出创新方案：将废弃暖手宝中的Fe₃O₄、蛭石（Vermiculite）和活性炭（Activated Carbon）与炼油脱硫副产物结合，构建可持续复合正极。该正极在苛刻的低电解液条件（10 μL mg_sulfur^?1）下实现6 mg cm^?2的高硫载量，并表现出卓越的电化学性能——放电容量达732 mAh g^?1（面积容量4.39 mAh cm^?2），循环寿命超过100次，且在C/20至C/2倍率下均保持稳定。机理研究表明，Fe₃O₄提供催化活性和多硫化物化学吸附，蛭石通过物理限制和静电锚定作用禁锢多硫化物，活性炭则兼具导电性和物理捕获功能。这项研究为将工业/生活废料升级再造为高性能电池材料提供了新范式，同时推进了循环经济目标。