硝酸リチウム（LiNO3）は、リチウム硫黄（LiS）電池の電解質の添加剤や共塩として最も研究されているものです。 その機能は、可溶性リチウムポリサルファイド（PS、Li2Sn）の酸化還元を抑制し、電池の電解効率とサイクル安定性を向上させ、自己放電率を低下させることであることが知られています。 この機能については、LiNO3がLiと反応して強固な表面層を形成し、その結果、溶解したPSとの反応からLi負極を保護するというのが現在の理解である。 しかし、硫黄正極については、LiNO3が1.7V以下の電圧で放電したときに電池性能を低下させ、悪影響を及ぼすということ以外はほとんど分かっていない。この論文では、硫黄正極の安定したサイクルを可能にするLiNO3の役割について新しい発見を報告する。 充電終了間際に、LiNO3が高可溶性PSをわずかに可溶性の元素状硫黄に変換する触媒機能を有すること、電解質中の可溶性硝酸塩と硫黄正極中の不溶性硝酸塩の組み合わせにより、相乗的に性能が向上することを明らかにしました。 さらに、PSから元素状硫黄への変換における硝酸リチウムの触媒作用のメカニズムが提案された。