融媒中心讯/近日，福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院在锂硫电池方面取得重要阶段性进展。相关实验成果以“Surface Electron Reconstruction of Catalyst Through Alloying Strategy for Accelerating Sulfur Conversion in Lithium-Sulfur Batteries”为题，发表于材料类国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》期刊上（影响因子19.0，中科院一区）。

锂硫电池具有高比容量（1675mAh/g）、高能量密度（2600Wh/kg）、环境友好、成本低廉等优势，被认为是下一代二次电池的最佳候选者。然而锂硫电池依旧存在多硫化锂的“穿梭效应”及缓慢的电化学动力学等相关问题，一直阻碍着锂硫电池的进一步发展。目前，在锂硫电池中引入催化剂是解决锂硫电池上述问题的有效手段。

FeCoNi合金催化剂的表面电荷再分配策略详解示意图

过渡金属纳米合金催化剂由于其d轨道电子的高活性，对多硫化锂具有优异的吸附、催化能力，被认为是改善多硫化锂“穿梭效应”和加速锂硫电池电化学动力学的有效手段，从而提升锂硫电池的性能。然而，合金化策略中催化剂电子结构和作用机理的影响仍需深入研究。文章中成功地合成了FeCoNi合金作为研究锂硫电池中多硫化锂催化转化的实例体系，并基于能带理论和电子轨道理论对其催化机理进行了深入的研究。研究发现：合金化FeCoNi催化剂的电子构型容易改变，通过Co和Ni原子掺杂，使得Fe周围构建独特的电荷环境，实现电荷再分配，可以改变金属Fe催化剂的特定能带和电子结构，进而改变了对多硫化锂的吸附和催化活性。这是首次在电子尺度上解析合金催化剂在锂硫电池中的催化演变机制，为合金催化剂在锂硫电池中的发展应用提供了新视角、新思想。

福州大学材料科学与工程学院青年教师左银泽为该论文的第一作者。福州大学材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位。论文得到福州大学颜蔚教授、张久俊院士的共同指导，获得国家自然科学基金外国学者研究基金项目（22250710676）、福州大学人才启动基金（0180-511336）、福州大学测试中心开放课题（2024T005）的资助。

论文DOI:10.1002/adfm.202405853.