海洋新能源开发与电化学应用团队邓意达、李运勇教授Nature Communications

团队在锂硫电池关键催化机理研究领域取得重要突破，相关成果以 《Design rules for anion-doped catalysts revealed by p-p-s orbital coupling in Li-S chemistry》为题发表于国际顶级期刊《Nature Communications》。团队针对锂硫电池多硫化锂转化动力学缓慢、穿梭效应等核心问题，突破传统试错研发模式，结合机器学习、密度泛函理论计算与实验验证，首次从电子结构本质出发提出基于 p-p-s 轨道耦合的阴离子掺杂催化剂理性设计新准则，揭示了阴离子掺杂通过调控轨道电子耦合强度实现吸附与反应活性最优平衡的催化机理，还提出定量描述耦合强度的关键参数并建立相关映射关系验证了其普适性。基于该理论，团队成功构筑 B-WSe₂/MXene 高效催化材料，所制备的锂硫电池在高硫载量、贫电解液条件下表现出优异电化学性能，还实现了3Ah级安时软包锂硫电池的构筑，其能量密度超 430 Wh/kg，在器件尺度验证了设计准则的可行性与先进性。该成果为锂硫电池高效催化材料的理性设计提供了全新理论依据和技术路径，对推动高能量密度储能器件发展具有重要科学意义和应用价值，也为学校在海洋新能源材料和特种能源器件领域的持续创新奠定了坚实基础。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65908-4