超高载硫锂硫电池正极

硫载量93.9%

通过在多壳层结构中空间耦合吸附与催化位点，实现接近理论比容量和极高能量密度的实用化锂硫电池正极。

Bi, Ruyi · 王江艳 · 万家炜 · Lijuan, Zhang · Sun, Mingzi · Huang, Bolong · 李博权 · 梁正 · Zhao, Yasong · 李亮 · 于然波 · 王丹

Nature Sustainability 2026

具体参数

硫载量

{'zh': '93.9', 'en': '93.9'} %

比容量

{'zh': '1462', 'en': '1462'} mAh g(S+host)−1

软包电池能量密度

{'zh': '457', 'en': '457'} Wh kg−1

10C倍率循环后能量密度

{'zh': '1384.5', 'en': '1384.5'} Wh kg(S+host)−1

技术优势

硫载量接近理论极限

93.9%的硫载量大幅减少了非活性物质，使正极总质量的能量密度接近理论值。

高倍率下仍高能量密度

在10C快充倍率下循环600次后，仍保持1,384.5 Wh kg(S+host)−1的能量密度，证明结构稳定性。

吸附与催化一体化

sp-氮掺杂石墨炔多壳层结构将吸附和催化位点空间耦合，同时抑制穿梭效应并加速多硫化物转化。

应用场景

• 锂硫电池：替代传统高载量宿主，降低非活性物质占比，提升实用化能量密度。
• 高能量密度储能：在软包电池中实现~457 Wh/kg，逼近理论极限，适合高能量密度场景。
• 电池组设计：集成高硫载量正极可减少非活性材料占比，使电池组更轻、体积更小。