锂硫电池（LSBs）因其卓越的能量密度、低成本以及环境友好性，一直被视作下一代储能系统的有力候选者。然而的电绝缘特性、多硫化锂（LiPS）在电解液中的溶解和穿梭，以及硫正极在充放电过程中的体积膨胀等问题的存在制约了锂硫电池的商业化进程。近日，我院朱岭副教授团队在锂硫电池正极双向功能高效催化剂研究方面取得新进展，相关成果以“Nanostructured MnFe2O4/MnO Heterojunctions as Highly-efficient Bi-functional Catalyst for Complementary Conversions of Polysulfides toward Robust Lithium-Sulfur Batteries”为题在期刊《Chemical Engineering Journal》上发表，该论文以吉首大学为第一单位，学院研究生滕飞洋为论文第一作者，学院朱岭副教授和黄勇刚教授、化工学院吴贤文教授、厦门大学张桥保教授为共同通讯作者。
该工作通过简单的超分子插层双金属氢氧化物（LDHs）衍生策略，设计并构建了一种含碳纳米管复合材料的三维（3D）纳米多孔锰铁层状双金属氧化物（MF-LDO@CNT），将其作为锂硫电池的高效双功能催化剂。碳纳米管网络、三维多孔结构以及极性“金属-氧键”分别用于增强电子导电性、硫负载量以及吸附能力。所形成的p型MnO和n型MnFe2O4异质结能够分别高效地催化S8向Li2S6以及Li2S6向Li2S4的转化，在多硫化锂（LiPS）的转化阶段形成互补催化作用。异质结中的内置电场促使Li2S6从MnO定向迁移至MnFe2O4，从而使多硫化锂能够实现连续的“吸附/转化—定向迁移—转化”反应机制。由此，MF-LDO@CNT/S材料在0.1C倍率下实现了1358 mAh g-1的超高容量，并且在2C倍率下经过2000次循环后仍能保持452 mAh g-1的可观容量。这项工作为设计用于先进锂硫电池的高性能硫正极提出了一种新策略。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159216
图 1. (a) 硫正极的倍率性能。(b) 硫正极在0.5C下的循环性能。(c) MnFe2O4/MnO异质结对多硫化锂双向转化的催化机制。
（审核责任人：伍建华）
