突破三相界面限制的混合导体策略助力高能量密度固态锂硫电池开发

为解决固态锂硫电池(ASSBs)中硫转化反应动力学迟滞、三相边界(硫-碳-固态电解质)受限导致的低硫利用率问题，研究人员创新性地采用混合离子-电子导体(MIECs)替代传统固态电解质，在硫-MIEC界面拓展反应位点。通过显微/断层分析证实混合导电域的形成，实现了活性硫转化率>94%、放电容量>1,450 mAh g–1及超1,000次循环寿命，为高能量密度电池设计提供新范式。

　　

锂硫(Li-S)全固态电池(ASSBs)因其卓越的安全性和能量密度被视为下一代储能技术的标杆，但固态环境中硫的转化反应面临严峻挑战——反应动力学缓慢且仅能在硫、碳与固态电解质构成的三相边界狭窄区域进行，导致活性硫利用率低下。

研究团队另辟蹊径，在硫正极中引入混合离子-电子导体(MIECs)取代传统固态电解质，巧妙构建硫-MIEC新型反应界面。显微成像与断层扫描技术捕捉到关键证据：硫-MIEC边界处自发形成的混合导电域如同"纳米反应器"，促使单质硫(S)彻底转化为硫化锂(Li₂S)。这一设计使活性硫利用率飙升至87.3%，转化效率突破94%，电池性能实现三重飞跃——放电容量高达1,450 mAh g^–1、循环寿命逾千次。该策略更可推广至其他转化型正极材料，为突破固态电池能量密度瓶颈开辟了普适性路径。