清华大学张强/北理工李博权JACS：揭示锂硫电池中多硫化锂的双阶段溶剂化行为

本文由清华大学张强课题组和北京理工大学李博权课题组合作，研究了锂硫电池中多硫化锂（LiPSs）的双阶段溶剂化行为及其对电池性能的影响。背景方面，锂硫电池因其高能量密度被视为高能量密度二次电池的有力竞争者，但面临高比能和长循环难以兼得的问题，主要原因是LiPSs的正负极反应行为不匹配。研究目的是通过调控电解液的溶剂化能力，揭示LiPSs反应动力学的微观机制。研究发现，随着弱溶剂比例的增加，溶剂化能力呈现双阶段变化，弱溶剂进入LiPSs的第一溶剂化壳层后会显著恶化其电荷转移动力学。通过引入催化剂，可以有效降低LiPSs的电荷转移势垒，从而在弱溶剂化电解液中实现高比能和长循环的锂硫电池。最终，研究团队在软包电池尺度实现了607 Wh kg−1的能量密度和17圈的稳定循环。