随着便携式电子设备以及电动汽车等大范围推广应用，人们对电化学储能器件的需求日益增加，传统锂离子电池由于电极材料容量的限制，难以满足高能量密度储能系统的要求。在各种电池体系中，锂硫电池凭借其高理论能量密度以及低成本等优势，被认为是具有发展前景的下一代储能体系之一。在传统有机锂硫电池中，硫正极发生硫到硫化锂（Li₂S）的转化反应，锂硫电池的平均放电电压往往被限制在2.2 V以下，低于基于其他常见正极材料（如LiFePO₄、LiCoO₂和LiMnO₂）的锂离子电池，限制了其应用场景。此外，锂硫电池在充放电过程中产生可溶的多硫化物，进而出现穿梭效应，导致严重的容量衰减。这些问题很大程度上阻碍了锂硫电池的发展。

近日，南开大学牛志强教授团队采用电解液解耦策略设计了具有高能量密度的水/有机混合锂硫电池。硫正极采用硫酸铜/硫酸锂水溶液作为电解液，充放电过程中，电解液中的Cu²⁺作为氧化还原载流子参与硫正极的氧化还原反应，因此，硫正极发生硫到硫化亚铜（Cu₂S）的四电子固-固转化反应，这种储能机制不仅使得硫正极容量得以翻倍，也避免了传统锂硫电池中硫正极面临的多硫化物溶解及穿梭效应等问题，提升了电池循环稳定性。此外，根据吉布斯自由能变化，S/Cu₂S氧化还原对相比于S/Li₂S转换具有更高的氧化还原电位，当同样匹配锂负极时，有助于实现更高的电压输出。基于电解液解耦策略，组装的水/有机混合锂硫电池在0.1 A g^-1电流密度下可以实现3.4 V的放电电压以及2.3 Ah g^-1（基于硫活性物质计算）的放电容量，并且其循环性能也比较稳定。这项工作为高能量密度锂硫电池的设计提供了一种思路。