突破单一反应机制的固有局限，构建融合转化与嵌合的双活性中心阴极体系，解析纳米尺度下两种机制的动态界面协同作用，才能解决“容量提升-动力学优化”的双重难题，实现锂硫电池可逆性、循环稳定性与倍率性能的协同提升。文锐研究员与郭玉国团队合作通过多模态原位表征技术结合电化学测试，首次直观揭示了TiS₂-S杂化阴极中转化-嵌合的动态协同机制，相关成果以“Breaking Single-Reaction Limits: In Situ Visualization of TiS₂-Driven Conversion-Intercalation Synergy in Lithium-Sulfur Batteries”为题发表于Advanced Materials.

  本研究通过多模态原位表征技术，首次在纳米尺度直观揭示了TiS₂-S杂化阴极中转化-嵌合的动态协同机制，证实Li⁺在TiS₂中的嵌合与硫的转化反应同步进行，且TiS₂嵌合后形成的金属相LiTiS₂与部分脱嵌的LiₓTiS₂，为硫化物转化构建了高导电的催化与传输网络，同时TiS₂的边缘位点与化学锚定作用有效抑制了多硫化物穿梭。此研究提出了锂硫电池阴极设计的新范式，将传统的惰性导电骨架替换为电化学反应活性载体，通过“双活性中心、双反应协同”实现了电池性能的综合提升。基于“电位匹配、界面催化、结构连续性”的设计准则，该协同机制可拓展至其他层状硫化物与多电子转化型电极体系，为下一代高能量密度储能电池的研发提供了新的思路与方法。

图 二硫化钛电极嵌锂动力学的原位原子力显微镜表征

文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202522007