近日，西安交通大学化学学院教授郗凯团队的研究突破了贫电解液锂硫电池固固转化动力学受限的核心瓶颈，为高能量密度锂硫电池催化材料的精准设计提供了理论思路与技术范式，有力推动了锂硫电池新能源动力电池等领域的产业化进程。相关研究成果发表于《先进材料》。

锂硫电池中电子钉扎界面催化剂的作用机制示意图。西安交通大学供图

锂硫电池凭借高理论能量密度、低成本及环境友好等优势，成为下一代储能技术的重要候选体系。在实际应用中，贫电解液工况是实现锂硫电池高能量密度产业化的关键，但硫还原反应动力学迟缓问题尤为突出，尤其是 Li?S?向Li?S的固固转化阶段能垒高、反应滞后，极易造成多硫化物累积、活性位点堵塞、硫利用率偏低及循环稳定性衰减，严重制约了高能量密度锂硫电池的规模化落地。

针对这一问题，团队提出电子钉扎界面工程策略，精准构筑兼具长程有序与局部无序特性的新型催化体系，通过非晶纳米域改性与局域电子结构精细调控，构建梯度有序活性位点，研发出电子钉扎界面催化剂 a-FeOOH@Fe/AlOx（EPIC）。团队研发的催化剂依托多级电子相互作用实现催化增效，独特结构形成高效导电通路与梯度供电子特性，成功实现硫还原反应过程解耦，大幅加速贫电解液条件下固固转化效率。该创新策略展现出优异实用价值，组装的3.6 安时大容量软包电池可稳定运行，能量密度达到 418.6 瓦时每千克。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.73517