💡这项突破是什么?
近日，学校材料与化学学院先进能源材料科研团队在锂硫电池电解液调控研究方面取得重要进展。相关成果以“Unlocking Li–S chemistry via acoustic-induced entropy-driven electrolyte”为题，发表于国际知名期刊《Nature Communications》上。西南科技大学为论文第一研究单位，学校硕士研究生王奎又为论文第一作者，宋英泽特聘教授、康文彬特聘教授、苏州大学孙靖宇教授与吉林大学王东研究员为论文共同通讯作者。
锂硫电池具有很高的储能潜力，被认为是下一代先进电池的重要方向。不过在实际使用中，多硫化物来回迁移、反应速度较慢、正极体积变化以及锂枝晶生长等问题，会影响电池的容量、寿命和安全性。要解决这些问题，电解液是一个关键切入点，它不仅负责传输锂离子，还直接影响硫和锂在电池内部的反应过程。传统方法通常是在电解液中加入盐类或功能分子，但这些添加剂可能在循环过程中被逐渐消耗，甚至引发新的副反应。
针对这一问题，研究团队提出了一种“超声驱动电解液”策略。超声产生的微小气泡在破裂时会形成局部冲击和流动，一方面加快电解液内部的物质传输，另一方面削弱锂离子与溶剂分子的结合，提升结构混乱度，使锂离子更容易参与电池反应。简单来说，超声可以让电解液从较为有序的状态变得更加活跃，从而提升离子传输和界面反应效率。
超声场诱导熵驱动电解液调控锂硫反应机制示意图
研究结果表明，这种方法能够提高电解液的离子电导率，并使锂离子分布更加均匀。借助同步辐射X射线三维成像和小角中子散射等技术，团队进一步观察到，硫化锂和金属锂的沉积更加均匀，有助于减少不稳定沉积和锂枝晶生长。采用这一策略的锂硫电池表现出更高的放电容量、更好的倍率性能和更稳定的循环寿命。研究团队还组装了安时级软包电池，并在高硫负载、薄锂负极和少电解液等接近实际应用的条件下，实现了稳定运行。
该工作创新性地用物理场调控的方式，突破了传统电解液化学改良的固有局限，不仅深化了对声场-电场-化学场多场耦合下离子输运机制的理解，更为下一代高比能电池系统的设计提供了“非化学”的新维度和切实可行的工业化新路径。
相关链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-72486-6
