近日，biwn必赢董全峰教授团队在锂硫电池硫转化的内生机制研究中取得重要进展，相关研究成果以“An Endogenous Prompting Mechanism for Sulfur Conversions Via Coupling with Polysulfides in Li-S Batteries”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（DOI: 10.1002/anie.202308726.）。
锂硫电池由于其高理论能量密度（2600 Wh/kg）、环境友好、硫储量丰富等优点而被认为是最有潜力的下一代高能量密度储能体系。然而，锂硫电池在硫到硫化锂的复杂转换过程中存在着可溶性中间体的穿梭效应以及迟缓的动力学过程，这严重限制了其在实际应用中的表现。因此，如何同时解决硫正极存在的穿梭效应以及动力学迟缓问题成为一个关键挑战。
基于此，该工作提出了一种锂硫电池的内生促进机制，即通过功能分子耦合多硫化物中间体来调控其溶解度与氧化还原活性，形成了一个基于耦合中间体的快速“内循环”来驱动硫转换反应迟缓“外循环”的增强复合电极过程，从而大幅提升硫正极的反应动力学并有效抑制穿梭效应。而且，基于内生促进机制的电极过程可以调控放电产物呈现均匀的膜状沉积，放电产物形态的改变促进了随后充电时硫化锂的分解过程。得益于动力学的改善以及穿梭效应的有效抑制，锂硫电池表现更高的容量，优异的倍率性能以及良好的循环稳定性。
该研究工作是在董全峰教授和郑明森副教授的指导下完成，biwn必赢2020级博士生郑庆毅为论文第一作者。袁汝明副教授完成理论计算部分，博士生侯晴、樊孝祥、王坤、硕士生舒正昊、刘国庆等也参与了部分工作。该工作得到国家自然科学基金委（22021001、22179112、 22072117）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202308726
