广东工业大学刘全兵教授团队在AFM上发表“拓扑工程预集成锂赋能多硫化物高效脱溶剂化与转化” 的研究论文

锂硫电池因高能量密度优势备受关注，但多硫化锂穿梭效应、硫转化动力学迟缓及锂离子脱溶剂化限速问题制约其商业化。广东工业大学刘全兵教授团队提出拓扑结构调控策略，通过熔盐辅助骨架重排制备高结晶有序C3N4拓扑网络（CN-MS-2），实现“预集成锂”机制：有序吡啶氮位点重构锂离子溶剂化壳，降低脱溶剂化能垒，促进锂离子预富集与快速传输；同时分级多孔结构锚定多硫化物，抑制穿梭效应并加速转化动力学。研究结合分子动力学模拟、DFT计算及原位拉曼等表征，系统阐明了拓扑结构、脱溶剂化行为与硫转化动力学间的构效关系。基于CN-MS-2修饰隔膜的锂硫电池在7.791 mg cm-2高硫负载下稳定循环，软包电池能量密度达254 Wh kg-1。该工作为锂硫电池催化材料设计提供新范式，也为限域空间内离子-电子-反应协同调控提供机理参考。