在锂硫电池（LSBs）中，优化固-固转化动力学一直是一个挑战。
基于此，2025年3月21日，西安理工大学李喜飞等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Understanding the Electron State Effect of Iron Single-Atom for Enhancing Solid–Solid Conversion Kinetics of Sulfur Cathodes》的研究论文。
在本研究中，作者通过引入硼原子进入配位壳层以破坏仅由氮配位的构型（Fe-N4/C），开发了一种氮和硼双配位的铁单原子催化剂（Fe-N₂B₂/C）。
硼的介入降低了铁原子的氧化态，这增加了铁3d轨道的电子密度，并缩小了导带和价带之间的带隙。
此外，Fe-N₂B₂/C中Fe的升高的d带中心提高了反键轨道能量，为电荷转移和多硫化物吸附提供了位点。
这些电子调控赋予了Fe-N₂B₂/C卓越的锚定能力和催化活性。
因此，在醚基电解液中，S@Fe-N₂B₂/C硫正极在4.0 C时提供了786 mAh g⁻¹的初始容量，在200个循环后保持了令人印象深刻的82.7%的容量保持率，并且在500个循环后表现出缓慢的容量衰减（0.08%）。
同时，在基于卤化物电解质（HEs）的全固态系统中，S@Fe-N₂B₂/C正极实现了显著的放电容量（1066 mAh g⁻¹，0.1 C）、高平均库仑效率（>99%）和优异的循环稳定性（0.068%，0.2 C）。
本研究揭示了铁单原子催化剂卓越活性的起源，并为基于HEs的全固态系统提供了一种有前景的策略。
Understanding the Electron State Effect of Iron Single-Atom for Enhancing Solid–Solid Conversion Kinetics of Sulfur Cathodes,Adv. Funct. Mater.,2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202504228
