科研学术

近日，电子科技大学基础与前沿研究院黄明教授团队在《Matter》上发表题为“Charge-delocalized indium cyanamide frameworks enabling bifunctional sulfur electrochemistry kinetics”的研究论文。基础与前沿研究院2024级硕士研究生王嘉诚为论文第一作者，黄明教授为论文通讯作者，电子科技大学基础与前沿研究院为论文第一单位。

锂硫电池凭借其高的理论比容量（1675 mAh g^-1）和成本效益优势成为极具潜力的新一代电催化储能方案，然而其商业化应用却面临着以下关键挑战：（1）多步骤硫氧化还原反应会产生可溶性的多硫化物溶解在电解液中形成“穿梭效应”，造成不可逆的容量损失；（2）硫物种及其还原产物硫化锂固有的极差导电性导致反应动力学迟缓以及活性材料利用率低。近年来，尽管金属氧化物，金属硫化物等被广泛的用于抑制“穿梭效应”和加速反应动力学，但是其欠佳的催化活性限制了进一步提升电化学性能，制约了锂硫电池的商业化应用。

针对上述难题，团队创新性地提出利用一种具有电荷离域特性的氰胺化铟材料作为锂硫电池隔膜涂层，通过[NCN]^2-配位作用增强了铟位点周围的电荷离域化，这种电荷离域特性增强了对多硫化物的吸附能力并降低了硫氧化还原反应的能量势垒，因此采用该隔膜涂层的锂硫电池在3 C高倍率下表现出798.7 mAh g^-1的比容量，同时在2 C下循环1000圈，圈均容量衰减率仅为0.04%，表现出优异的循环稳定性。

本研究不仅进一步提升了锂硫电池性能，并且证实了金属氰胺化物作为新兴隔膜材料的应用价值，为锂硫电池商业化应用提供了新思路。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.matt.2026.102717