全固态锂硫电池（ASSLSBs）在实现高能量密度方面具有巨大潜力。然而，其实际应用受到硫利用率低和循环寿命有限的限制，这主要是由于硫反应动力学缓慢所致。尽管催化是一种有效解决动力学限制的方法，但由于催化剂与硫物种之间无法形成催化反应所需的分子级界面，因此固体接触通常无法实现有效的催化。
基于此，2025年3月19日，清华大学深圳国际研究生院吕伟等人在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Integrating solid interfaces for catalysis in all-solid-state lithium–sulfur batteries》的研究论文。
在此，作者提出了一种微孔限域与融合策略，以在分子水平上整合催化反应界面。
所制备的微孔碳片在其小于2纳米的微孔中限域了小分子硫和催化剂团簇，从而实现了集成的硫-催化剂-碳界面，从根本上实现了固体催化所需的分子级接触，并消除了固体正极中的界面不匹配问题。这些界面显著提高了硫的反应动力学和利用率，即使在高倍率下也是如此。
此外，较大的微孔体积（2.0 cm³ g⁻¹）能够容纳硫的显著体积变化，稳定正极内以及正极/电解质界面之间的颗粒间界面，最终实现了卓越的循环稳定性。
所组装的电池在1.0C倍率下展现出超过1000 mA h g⁻¹的显著比容量，并且在1400个循环后仍能保持超过85%的容量，这两项指标均为迄今为止报道的最高水平之一。
本研究中提出的界面工程为全固态锂硫电池的应用提供了一条实际可行的途径。
Integrating solid interfaces for catalysis in all-solid-state lithium–sulfur batteries, Energy & Environmental Science, 2025.https://doi.org/10.1039/D4EE05845C
