唯一通讯！清华深研院「国家优青」吕伟AM | 串联催化解锁实用Li-S电池！

背景：锂硫电池因其高理论能量密度被视为下一代高能电池，但在实际应用中，尤其在贫电解液条件下，多硫化物的溶解度限制导致硫利用率低、穿梭效应严重和反应动力学缓慢。研究目的：为解决上述问题，本研究旨在开发一种高效的催化策略，以提升锂硫电池在实用工况下的性能。结论：研究提出并验证了一种由LixTiS2催化剂实现的化学-电化学串联催化机制。该机制首先化学催化S8/Li2S8转化为关键中间体Li2S4，随后电化学催化其还原为Li2S，将反应动力学从受浓度限制的一级转变为零级，突破了溶解度瓶颈。在低电解液/硫比（5 µL mgs-1）和高硫负载（~5 mg cm-2）条件下，电池表现出约0.3 eV的超低活化能（降低50%）、优异的循环稳定性（1500次循环每圈衰减0.028%）以及高能量密度（2.0 Ah软包电池达550 Wh kg-1），为实用化锂硫电池的发展提供了新策略。