导言：

　　在全球高比能储能系统加速发展的当下，锂硫（Li-S）电池凭借极高的理论能量密度，成为下一代电池技术的核心赛道。然而，多硫化物穿梭效应与缓慢的氧化还原转化动力学两大难题，长期严重制约锂硫电池的实际产业化应用。尽管晶面工程在电催化领域潜力巨大，但如何将其应用于解决锂硫电池的多硫化物吸附与转化难题，依然缺乏系统的底层机制理解。

　　近日，东莞市新型储能创新联合体首席科学家、电子科技大学广东电子信息工程研究院（简称“电研院”）向勇教授团队在能源领域顶尖期刊eScience (iF:52.9) 发表了题为“Regulating orbital coupling to immobilize and convert polysulfides through crystal facet engineering for accelerated kinetics in Li-S batteries”的最新研究。该研究将“晶面调控”为核心思路，通过定向构筑高活性二硫化钴特征晶面，同步解决多硫化物吸附锚定与催化动力学迟缓两大关键难题，实现锂硫电池电化学性能的大幅跃升。

　　研究思路：晶面甄选与底层机制揭示

　　本研究将晶面工程调控作为核心策略，旨在从原子尺度精准调控CoS2在锂硫电池中的电催化性能。团队依托系统的密度泛函理论（DFT）计算模拟，从原子层面证实 (111) 晶面是CoS2催化多硫化物转化的最优活性晶面：

　　吸附热力学与转化能垒优化：(111)晶面展现出经过优化的d带电子态，(111)晶面展现出比(200)晶面更优的吸附构型与更低的热力学转化能垒，从根本上打通了高效固定与催化转化的路径。

　　图1 基于理论计算探究二硫化钴晶面依赖型催化机制

　　电化学性能及原位表征

　　原位X射线衍射与原位拉曼光谱分析证实：依赖于(111)晶面的配位环境能够促使多硫化物实现S8 ? Li2S的完全转化。

　　将其作为功能性隔膜应用于扣式锂硫电池中，在2 C大倍率条件下，初始放电比容量高达约780 mAh g-1；稳定循环500次后，单圈容量衰减率为0.076%，循环稳定性突破性提升。

　　图2 锂硫电池性能及原位表征

　　研究价值

　　本研究结合理论筛选与微观原位表征实验，阐明了决定“晶面依赖性”电催化活性的内在构效关系。这一发现突破了以往对宏观形貌的依赖，将多硫化物的固定与转化机制深入到了晶面原子排布与轨道耦合的维度。该策略具备高度的通用性，为未来先进储能系统中高效催化剂的理性设计与开发提供了一条极具战略意义的理论参考与普适性路径。

　　本研究由电子科技大学材料与能源学院、电子科技大学基础与前沿研究院、电研院共同完成，电子科技大学材料与能源学院和电研院李飞副教授为论文第一作者，研究工作得到四川省自然科学基金、东莞市创新联合体等项目的支持。

　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667141726000820?via%3Dihub