儘管各種優良的電催化劑吸附劑作為鋰硫（Li-S）紐扣電池層面的硫正極材料取得了重大進展，但由於鋰離子傳輸的電解質硫（E）低和負正（Np）比，加劇了穿梭效應和緩慢的氧化還原動力學，實用的Li-S軟包電池的高能量密度（WG）仍然受到限制。
這裡中國地質大學（北京）楊華明、中南大學唐愛東等開發了一種新型的三氟化物mgalf5-2H2O，具有超快離子傳導-強多硫化物捕集功能。 MGALF5-2H2O具有逆韋伯斯特型晶體骨架，其中[Alf6]-[MGF4（H2O）2]八面體單元分別沿[100]和[010]方向延伸，形成二維鋰離子輸運通道。
作為陰極硫主體，MGALF5-2H2O通過LitFSI（鋰鹽鋰鹽電解質）進行鋰化，作為快速離子導體，確保在高S負載和低E S和N p條件下實現高效的鋰離子傳輸，從而加速氧化還原動力學。 同時，高極性mgalf5-2H2O通過化學吸附捕獲多硫化物，從而抑制穿梭效應。 因此，197 A H 級 Li-S 軟包電池的 WG 值高達 386 Wh kg-1。
圖1電池效能
綜上所述，本工作通過一步水熱法合成了一種新的三元氟化物mgalf5-2H2O。 MGALF5-2H2O具有反韋伯斯特型晶體結構，其中[Alf6]-[MGF4（H2O）2]八面體單元沿[100]和[010]方向延伸，形成二維鋰離子傳輸通道。 mgalf5-2H2O基離子導體表現出084 ms cm-1 的高離子電導率，其中鋰離子的傳導路徑沿 [mgF4 （H2O）2] 八面體的通道。
作為硫正極主體，LiTFSI鋰化的mGAlf5-2H2O是一種快速離子導體，可確保鋰離子在高S負載和低E S和N p條件下的高效傳輸，從而加速Li2S氧化還原動力學。 同時，高極性mgalf5-2H2O通過化學吸附捕獲鋰離子來抑制穿梭效應。 值得注意的是，1.在低 E S 條件下，97 A H 級 Li-S 軟包電池可以獲得 386 Wh kg-1 的高 WG。
因此，本研究提供了一種新型離子導體和一種可以大規模生產的新型主體材料，也為天然礦物在電池領域的應用帶來了新的前景。
圖2軟包電池的結構和效能
palygorskite-derived ternary fluoride with 2d ion transport channels for ampere hour-scale li-s pouch cell with high energy densityadvanced materials2023 doi: 10.1002/adma.202307651