低至0.033%！清华深研院周光敏，AM！

锂硫（Li-S）电池为下一代高能量密度电池提供了极具前景的发展方向。然而，在有限电解液和高硫载量条件下实现实用化锂硫电池仍面临严峻挑战，这些苛刻条件会加剧界面劣化和硫利用率低等问题。

清华大学深圳国际研究生院周光敏等提出芳基硼酸的配位与介导化学机制，成功构筑了高能量密度、长循环寿命的锂硫电池。研究发现：NO₃^–与芳基硼酸间的配位化学可打破NO₃^–的共振结构，通过热力学促进其在负极表面的还原反应，从而形成机械稳定的界面层；而锂芳基硼酸盐与多硫化物间的介导化学能够扭曲S─S/Li─S键，将速控步骤由Li₂S₄→Li₂S₂转变为Li₂S₆→Li₂S₄，并均质化地加速硫氧化还原动力学。

结果，采用3,5-双（三氟甲基）苯基硼酸（BPBA）的锂硫电池在严苛工况（高硫载量17.4 mg cm⁻²、贫电解液条件3.6 mL gS⁻¹）下展现出优异的循环稳定性（1000次循环，单周容量衰减率低至0.033%）和高达422 Wh kg⁻¹的能量密度。该配位-介导协同机制可拓展至不同结构和组成的芳基硼酸体系，为芳基硼酸类化合物在锂硫电池电解质工程中的应用开辟了新路径。

图1 表征及理论计算

图2 锂负极稳定性研究

图3 锂硫电池性能

周光敏，副教授，博士生导师。2014年博士毕业于中国科学院金属研究所，导师为成会明院士和李峰研究员。2014-2015年于美国UT Austin从事博士后研究，合作导师为Arumugam Manthiram教授。2015-2019年在斯坦福大学崔屹教授课题组从事博士后研究。主要研究方向为电化学储能材料及器件与电池回收，已发表论文150余篇，其中第一作者及通讯作者论文包括Nature Nanotechnology, Nature Energy, Chemical Reviews，Nature Communications, Science Advances, PNAS，Advanced Materials等。论文被引用 28800多次(Google Scholar)，38篇入选ESI高被引论文，H-index为72，2018-2021连续4年入选科睿唯安全球高被引科学家。著作书籍Design, Fabrication and Electrochemical Performance of Nanostructured Carbon Based Materials for High-Energy Lithium-Sulfur Batteries以及≤Graphene Science Handbook≥书中章节一章。担任期刊Energy Storage Materials副编辑/科学执行编辑及多个期刊青年编委，入选海外高层次人才（青年），目前承担国家科技部重点研发项目（课题负责）、国家自然科学基金面上项目等，获得包括侯德榜化工科学技术奖青年奖、广东省材料研究学会青年科技奖、能源存储材料青年科学家奖、中国科学院院长特别奖、中国科学院优秀博士论文、Materials Today Rising Star Awards等奖励。

Revealing the Coordination and Mediation Mechanism of Arylboronic Acids Toward Energy-Dense Li-S Batteries. Advanced Materials 2025. DOI: 10.1002/adma.202502210