近日，電機系楊穎課題組和浙江大學化學工程與生物工程學院陸俊課題組提出了利用配體結構調控空間位阻，對多硫化物的尺寸篩選，實現對多硫化物轉化決速步（Li₂S₄到Li₂S₂）的選擇性催化。

設計理念

高載硫正極是否能夠大倍率、長壽命的充放電是高能量密度、長壽命锂硫（Li-S）電池實際應用的重要影響因素。然而，硫正極的固-液-固多相轉換氧化還原反應速率慢，導緻硫和多硫化物的利用率低，電池容量快速衰減。盡管引入催化劑能解決多相轉換速率，但目前催化劑載量質量占比大多高于10%，距離實用化差距較大。

CuL的均相催化機理

CuL的合成與結構表征

添加1 wt%CuL作為催化劑的锂硫電池的電化學性能

該研究僅通過1wt%的CuL均相添加劑，在10.4 mg cm^-2的高硫負載和6μL mgs^-1的低電解質/硫比下，實現925 mAh g^-1的高初始容量和9.62 mAh cm^-2的面容量，具有0.3%/循環的低衰減速率。該均相催化劑的設計原理與制備技術有望推進高比能、長壽命锂硫電池的實際應用發展。

相關成果以”Self-Assembled Macrocyclic Copper Complex Enables Homogeneous Catalysis for High-Loading Lithium-Sulfur Batteries” 為題發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。

該工作得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、國家電網科技項目等項目的支持。

論文鍊接：

https://doi.org/10.1002/adma.202300861