维度网讯，厦门大学孙世刚院士、廖洪钢教授团队联合华中科技大学黄云辉教授团队，借助自主开发的电化学原位液相透射电子显微装置，首次在纳米尺度上实时观测到电极/电解液界面处由浓度驱动的相分离现象，揭示了锂硫电池中高浓度多硫化锂界面层的形成与演化规律。相关成果发表在《自然》杂志上。

锂硫电池被视为下一代高比能储能电池的重要体系，但在高硫载量、贫电解液等接近实际应用条件下，其内部反应微观机制长期难以被观测和阐释，制约了电池能量密度、快充性能与循环稳定性的提升。研究团队突破传统观测手段的局限，利用电化学原位液相透射电子显微镜，实现了对该类界面反应的高分辨率实时动态成像。

观测发现，在放电过程中，多硫化锂持续向电极界面富集并发生相分离，形成富含离子团的高浓度界面层，构建起两条硫化锂沉积路径：一是在电极表面发生电荷转移反应并进行沉积；二是在电解液中发生电荷转移后沉积生长。两条路径共同决定了锂硫电池中硫转化反应的效率和稳定性。

基于上述发现，团队面向高比能、快充型锂硫电池的材料设计与界面调控提出优化方案，即通过合理调控多硫化锂浓度、硫含量和电极界面结构，在表面介导成核与溶液介导生长之间建立平衡，从而实现高效硫转化，提升电池性能。该项研究揭示了微米级厚度硫化锂沉积层的形成机制，为设计下一代高能量密度、快充和长寿命储能器件提供了新的科学依据。

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