BAT365官网杨植教授/蔡冬博士团队在国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表学术论文

可充电的锂硫(Li–S)电池由于理论能量密度高(2600 Wh kg^–1)和成本低(硫≈0.25 $ kg^–1)，被认为是下一代电子设备强有力的能源供应商。但由于中间多硫化锂(LiPS, Li₂S_n, 2 < n≤8)穿梭，多相硫氧化还原反应(SRR，固体S₈–液体LiPSs–固体Li₂S₂/Li₂S)缓慢，导致循环性低，商业化进展缓慢。而传统锂硫电池催化剂在解决涉及多步电子转移和多相转化的硫氧化还原反应方面仍然面临巨大挑战，尤其是在高硫负载和贫电解液条件下。

在此，受右旋糖酐铁（INFeD）和抗坏血酸（VC）联合作为治疗贫血的补血药启发，BAT365官网杨植教授、蔡冬博士联合杨硕博士开发了一种高效的VC@INFeD硫正极催化剂，在多重H/Li键的协助下，溶剂化的多硫化锂（LiPSs）在正极/电解质界面上可通过具有梯度吸附能力的羟基基团完成富集和脱溶化，随后在INFeD链上完成转移，进而在VC@INFeD级联催化位点实现其彻底转化。结果表明，INFeD主要促进长链LiPSs的转化，VC加速短链LiPSs的转化，两者协同可以显著降低每个硫氧化还原步骤的能量势垒，并赋予锂硫电池优异的电化学性能。即使在高硫含量（5.2 mg cm^‒1）和贫电解质（E/S，~7μL mg⁻¹）条件下，也具有高硫利用率和良好的循环稳定性。

文章要点：

1. 在催化剂/电解质界面上合理设计氢键网络，与锂键协同作用，实现溶剂化LiPSs在催化剂表面的脱溶剂和富集，进一步激发后续催化过程。

2. 原位测试实验表明，INFeD促进长链多硫化锂的转化，VC促进短链多硫化锂的转化，二者协同作用可以显著降低每个硫氧化还原步骤的活化能。

3. VC@INFeD分子催化剂的合理设计为催化剂/电解液界面工程的创新提供了思路。

因此，本研究以 “Desolvation Synergy of Multiple H/Li–bonds on Iron−Dextran−based Catalyst Stimulates Lithium−Sulfur Cascade Catalysis”为题发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》。BAT365唯一官网作为第一通讯单位，2020级研究生李婷婷为第一作者，BAT365官网杨植教授、蔡冬博士和电气与电子工程学院杨硕博士为共同通讯作者，该工作得到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金的部分资助。

原文链接：http://doi.org/10.1002/adma.202207074