张弛院士领衔,杨金虎和贺婷团队通过电化学自生硫代磷酸盐分子介质引导Li2S抗钝化沉积,实现了高性能锂硫电池的开发,成果发表于《先进材料》
    时间:2026-01-22     浏览:


   


锂硫电池因其超高理论能量密度(约2600 Wh kg⁻¹)和硫元素的资源优势,被认为是下一代高能量密度储能体系的重要候选。然而在实际应用中,由于可溶性多硫化物的穿梭效应会以及最终放电产物 Li2S 的钝化问题,其性能始终难以突破。针对上述问题,我院贺婷/杨金虎教授课题组联合张弛院士团队,提出了一种全新的解决思路:通过电化学过程原位生成分子级介体Li3PS4分子,引导Li2S以高活性结构沉积形成由Li3PS4@Li2S分子簇构成的三维多孔沉积膜,从根本上避免钝化。相关成果以“Li2S Anti-Passivation Deposition Guided by Electrochemically Self-Generated Thiophosphate Molecular Mediators for Lithium-Sulfur Batteries”为题,近日在线发表于《先进材料》。



外源与自生分子介质的调控机制对比


TNS/P-S CIF复合材料的合成路径与结构表征


充放电过程中硫物种演化的光谱与衍射分析


Li2S沉积形貌对比与电极反应动力学研究


 

不同正极材料的全面电化学性能评估


  

介导沉积机理示意图


这项工作从Li2S钝化这一根本失效机制出发,提出了“电化学自生成分子介体+分子级沉积调控”的新策略,不仅解决了锂硫电池长期存在的关键难题,也为其他基于沉积-溶解反应的储能体系提供了重要启示。

同济大学张弛院士、杨金虎教授和贺婷助理教授为论文的共同通讯作者,同济大学博士后陈卢为论文第一作者,该研究工作得到了国家自然科学基金、上海市科委等项目的支持。