（通讯员 蔡聪聪）近日，材料科学与工程学院李田莉博士、胡朴教授在锂硫电池关键界面动力学调控方面取得新进展，相关成果在Science子刊《Science Advances》上发表题为“Nanoconfinement-Cooperated Catalysis Enables Rapid Tandem Redox Kinetics for Wide-Temperature Lithium-Sulfur Batteries” 研究论文。该研究提出一种融合电化学串联催化与空间纳米限域的协同策略，通过调控锂离子溶剂化结构及其界面传输行为，有效促进锂离子脱溶剂化过程的动力学，为构筑高性能锂硫电池提供了新的设计思路。

材料科学与工程学院李田莉博士后为论文第一作者。武汉工程大学胡朴教授、武汉理工大学刘韩星教授、德国卡尔斯鲁厄理工学院王健博士、中国科学院福建物质结构研究所王要兵研究员为共同通讯。

研究背景：

锂硫电池因理论能量密度高、成本低廉，被视为下一代高比能储能体系的重要候选。然而，硫正极中Li⁺去溶剂化能垒高、多硫化物穿梭效应严重，导致氧化还原动力学缓慢、容量快速衰减，尤其在极端温度条件下性能恶化更为突出。其核心瓶颈在于电极/电解质界面内亥姆霍兹平面（IHP）处溶剂化锂离子传输阻力，如何在该微观界面实现快速去溶剂化与串联催化，是领域内亟待突破的关键科学问题。研究团队构建了一种多孔共价有机框架（TPBD）修饰MXene的异质结构，并将其原位引入硫正极体系，构筑兼具空间限域和界面催化功能的串联动力学促进结构。研究发现，多孔TPBD层规整的孔道结构对体积较大的Li(solvent)_x⁺ 物种进行空间限域和尺寸筛分，促进Li⁺离子快速扩散。此外，具有负电荷特征的MXene基底能够重构IHP处的界面溶剂化结构，削弱阴离子-溶剂之间的相互作用。实现了Li⁺脱溶剂化及后续硫物种转化，组装的锂硫电池在宽温度区间表现出优异的稳定性和倍率性能。

（审核 邓欢，熊礼威）