锂硫电池是完成下一代高能量密度电池的要害道路之一，但硫、（多）硫化锂之间的硫复原反响（SRR）动力学迟缓，是限定硫正极容量和倍任性能、加剧多硫化物溶出等题目的紧张要素。在硫正极的碳载体外表引入电催化剂可以无效低落SRR反响势垒，减速电极反响，从而大幅改进其电凯发功能。已有研讨广泛以为：碳载体只是电子的导体和催化剂质料的载体，很少存眷碳载体布局对SRR电催化活性的影响。另一方面，比拟已有研讨事情发明：对统一种催化剂质料的SRR活性优劣的题目，差别课题组具有差别的判别，没有告竣分歧性结论。

克日，中国迷信技能大学金松博士、李震宇传授和季恒星传授配合提出：碳载体的碳原子杂化情势是影响催化活性中心电子布局、到场决议SRR电催化活性的紧张要素。他们以石墨碳（GC）和无定形碳（AC）为模子，联合实际盘算和电凯发实行发明：假如活性中心临近的碳原子是sp²杂化，则可以无效进步催化活性中心局域电荷密度，促进多硫化物与活性中心电荷转移，减速SRR反响，改进锂硫电池的循环波动性和倍任性能。

起首，作者选择氮掺杂碳作为催化剂模子，DFT盘算察看到GC中掺入的氮原子的局域电荷密度比AC中的氮原子更高，而且在N-Graphene模子上硫复原所需的吉布斯自在能更低，标明具有高石墨化水平的GC基电催化剂可以愈加无效的促进SRR。

随后，作者分解了氮掺杂石墨烯（N-Gr）、氮掺杂碳纳米管（N-CNT）和两种氮掺杂无定形碳（N-AC-ZIF、N-AC-Glu），辨别代表GC和AC基电催化剂，XPS和XAS后果均标明N-Gr和N-CNT中sp²-C占比更高。

针对四种电催化剂举行了一系列电学功能测试，与N-AC-ZIF和N-AC-Glu相比，N-Gr和N-CNT对硫物种的氧化复原历程有分明的促进结果，标明GC基电催化剂在SRR历程中有较高的活性。

为只管即便减小差别电催化剂的归天性子对全电池功能的影响，作者选用性子较为相近的N-Gr和N-AC-Glu（辨别代表GC和AC）作为硫载体组装锂硫电池。>###不但在各个放电电位的活化能更低，其容量发扬、循环波动性和倍任性能也较>###-Glu愈加可观，可见GC基电催化剂在SRR中的优秀活性对全电池功能亦有正向影响。

该事情次要存眷了一个恒久以来被无视的题目：关于SRR中的碳基电催化剂，碳基底不但仅作为活性物质载体和电子导体，其还经过改动催化活性位点的局域电荷密度影响硫的电催化复原活性。该事情可以为锂硫电池高效碳基电催化剂的公道设计提供新的思绪。