清华大学最新《Nature》：用“分子积木”搭出高比能锂硫电池！

锂硫电池因其高理论能量密度和低成本被视为下一代高比能电池的重要候选，但实际应用中受限于多硫化物穿梭效应和反应动力学缓慢等问题。清华大学深圳国际研究生院周光敏团队提出硫电化学“预分子介体”概念，通过“量子化学+机器学习”驱动的分子骨架编程方法，从196种候选分子中筛选出4-三氟甲基-2-氯嘧啶作为高性能预分子介体。该分子在电池内部被多硫化物原位激活后，能有效限域多硫化物并加速电荷转移，显著提升反应效率。实验表明，采用该策略的锂硫软包电池实现了549 Wh/kg的高能量密度，有望大幅延长无人机等低空飞行器的续航时间。研究历时18年，融合材料科学、电化学与人工智能，为高比能电池设计提供了新范式。