近日，我院新能源材料与器件团队在高比能锂硫电池（LSB）领域取得重要进展。LSB因2600 Wh/kg的超高理论能量密度，被视为下一代储能技术的核心发展方向之一。然而，实用化进程中面临着多重关键瓶颈：实用化条件下，硫正极循环稳定性与比容量之间的矛盾；硫正极与锂金属负极的性能耦合在实用化条件下不可忽视；传统电极中电解液难渗透等。现有“二合一”双功能宿主策略虽能同时调控正负极性能，但高功能性材料的质量普遍较大，导致可循环LSB的实际能量密度依然难以突破400 Wh/kg。边缘掺杂的碳材料是少数兼具轻质和高功能性的材料，然而边缘掺杂常通过增大比表面积或引入大量微孔来构建，无法实现其与易浸润结构的协同。

为此，以含硼碳点（BCDs）为杂原子引入剂，我们首创了一种空间位阻诱导策略，成功在易于浸润的碳纳米纤维（CNF）宿主上创建丰富的边缘掺杂位点。BCDs的有机性质有助于在前驱聚合物上形成均匀的类接枝BCD单元，而其无机结晶核心在碳化过程中通过空间位阻抑制这些类接枝状单元周围前驱体的石墨化，从而促进双功能性边缘硼掺杂位点的形成。基于该宿主材料使2 Ah软包型锂硫电池实现了502 Wh kg⁻¹的令人瞩目的能量密度，并增强了其循环稳定性。

成果以 “Steric-Hindrance Effect Induced Fabrication of Lightweight, Bi-Functional, and Easy-to-Infiltrate Hosts for 502 Wh kg^-1 Lithium-Sulfur Batteries” 为题发表在国际权威期刊《Advanced Materials》上。郑州大学材料科学与工程学院为第一单位，2023级硕士生梁欢为共同第一作者，邵国胜教授和郭峻岭副教授为共同通讯作者。（供稿人：梁欢）

文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202518154

轻质、易浸润、双功能宿主材料作用机理及2 Ah软包LSB性能