中科院化学所「国家杰青」文锐/郎双雁Science子刊 | 原位表征揭示锂硫电池催化阴极上的转化过程！

背景：锂硫电池因其高理论比容量而备受关注，但其硫的利用效率和催化剂设计受到对纳米尺度硫化锂反应机制认知不足的限制，尤其是在多硫化物与Li₂S之间的固-液、固-固转化过程方面。研究目的：利用原位原子力显微镜揭示锂硫电池中Li₂S在催化阴极上的转化过程与分布行为，以深入理解其反应路径与动力学。结论：研究发现，在铂催化电极上，Li₂S以三维球形形貌沉积，遵循零级反应动力学，其成核与生长模式可由过电位调控；在80 mV过电位下，Li₂S分布更均匀，沉积效率与可逆性更高；高多硫化物浓度会导致Li₂S聚集和催化界面失效，偏离零级动力学。该研究为高能量密度锂硫电池的催化剂与界面设计提供了理论基础。