研究揭示锂硫电池中高浓度多硫化锂界面层的形成与演化规律

记者从厦门大学获悉，中国科学院院士、厦门大学教授孙世刚，廖洪钢教授团队联合华中科技大学教授黄云辉团队等，在锂硫电池中高浓度多硫化锂界面层的形成与演化规律方面获得新进展。相关研究成果6月17日发表于《自然》杂志。

固 - 液界面的电荷转移过程在各类储能系统中发挥着核心作用，尤其在反应物浓度动态变化的工况下至关重要，目前解析真实反应界面的反应路径仍是重大挑战。锂硫电池是下一代高比能储能电池的重要体系，然而在接近实际应用的高硫载量、贫电解液条件下，其内部反应微观机制仍未能被阐释。

该研究借助自主开发电化学原位液相透射电子显微装置，直接观测到电极/电解液界面处由浓度驱动的相分离现象。结合电化学研究和理论计算，揭示了锂硫电池中高浓度多硫化锂界面层的形成与演化规律，阐明了界面层中“表面介导”和“溶液介导”的电荷转移动力学过程，及其调控硫化锂沉积与溶解的微观机制。该项发现为深入认识贫电解液条件下锂硫电池的反应本质，为设计和发展高能量密度、快充锂硫电池体系提供了新的理论基础。