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近日，國際化學領域頂級期刊《Chem》（影響因子19.7）邀請了北京理工大學前沿交叉科學研究院在讀博士研究生趙夢分享其在鋰硫（Li–S）電池領域的學術研究經歷，相關報道以“The pursuit for practical lithium-sulfur batteries”為題在線發表在《Chem》的Potential Energy專欄。Potential Energy每個月在全球范圍內邀請優秀的高年級博士生或博士后分享其研究工作，為其提供一個可以討論他們的研究成果的平臺。該文章第一作者為北京理工大學前沿交叉科學研究院博士研究生趙夢，導師為北京理工大學黃佳琦教授。

由于具有較高的理論能量密度，自20世紀60年代首次提出以來，鋰硫電池被認為是一種非常有潛力的高比能二次儲能體系。然而，硫在電化學循環過程中經歷了復雜的多相多電子過程，并且伴隨著遲滯的反應動力學，這些現象導致電池容量的不可逆損失和循環壽命的快速衰減。在這篇文章中，博士生趙夢概述了她在硫正極動力學調控方面的研究思路和經歷，并簡要介紹了她所在的課題組——黃佳琦教授團隊在該研究方向的相關成果。

她最初的研究集中在硫正極非均相電催化設計上，希望通過降低電化學反應的活化能壘來加速硫的氧化還原動力學過程。但在隨后的研究中她意識到非均相催化劑的性能始終受限于有限的活性位點，并且在深度放電或循環后活性位點會因絕緣產物的覆蓋而失活。因此她嘗試在電池中引入外源性氧化還原介體作為均相促進劑，通過構建額外的具有快速動力學的電子通路來促進硫的氧化還原過程。上述過程盡管整體提升了電極動力學，但并未改變多硫化物自身的性質。多硫化物自身不足的氧化還原介導能力始終是制約硫正極性能的關鍵。因此，該生及其團隊之后在電池中引入氧化還原輔介體，通過化學反應調控內源性多硫化物氧化還原介體，以賦予其更高的氧化還原介導能力。

在文章最后，該生分享了她在黃佳琦教授團隊的成長經歷和心得體會，展望了鋰硫電池領域面臨的挑戰和機遇，表達了其愿深耕鋰硫電池理論研究、推進鋰硫電池實際應用的決心和抱負。

課題組簡介：

趙夢，北京理工大學材料學院/前沿交叉科學研究院2019級在讀博士研究生，導師為黃佳琦教授。目前的研究主要集中在鋰硫電池正極材料動力學調控。在Angew Chem Int Ed, Chem, ACS Cent Sci, J Energy Chem, Small Methods期刊上發表論文7篇，其中1篇為ESI高被引論文。曾獲北京理工大學2020-2021學年國家獎學金。

黃佳琦，北京理工大學前沿交叉科學研究院教授，博士生導師，九三學社社員。主要開展高比能電池能源化學研究。在Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Sci. Bull.等期刊發表研究工作100余篇，h因子為77，其中50余篇為ESI高被引論文。入選首屆中國科協青年人才托舉計劃，獲評中國化工學會侯德榜化工科技青年獎，中國顆粒學會青年顆粒學獎，國家萬人計劃青年拔尖人才，2018-2020年科睿唯安高被引科學家等。

論文詳情：

Meng Zhao*. The pursuit for practical lithium-sulfur batteries,  Chem 2020, 6, 3161-3162.

論文鏈接：https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(20)30589-1