近年来，高能量密度的电池得到越来越多的关注，锂硫电池因其理论能量密度高达2,600 Wh kg–1受到亲睐。然而，其固有的多硫化锂穿梭效应，动力学缓慢，以及锂负极缺乏保护等问题极大程度上限制了其进一步发展。酞菁是一种具有18个电子的大共轭体系的化合物，常常用于多种电催化体系，如锂硫电池，二氧化碳还原等。通过调控酞菁周围的官能团结构，可以进一步增强酞菁在电催化体系下的催化效果。
近日，清华大学的陈振、彭乐乐团队通过设计聚酞菁-冠醚框架的超分子结构限域催化多硫化锂，加速了硫的氧化还原动力学和抑制锂枝晶生长，延长了锂硫电池的使用寿命。金属酞菁作为锂硫电池常用的催化剂可以提高多硫化锂的转化效果，不足的是，其吸附性能较弱，缺乏亲锂性。冠醚是一类醚氧环状结构的环状分子，具有很强的亲锂性，但缺乏相应的催化能力。通过在酞菁周围设计了四个冠醚结构，创造出吸附多硫化锂的微环境，中心酞菁是对多硫化锂的催化中心，两者相辅相成，展现了优异的催化性能。采用该催化剂的Li||S电池在0.1C时具有1363 mAh g–1的高放电容量，并且在1C下经过500次循环后仍能保持约700 mAh g–1的比容量。同时，该催化剂在负极也发挥出有效的保护效果，其设计同时解决了正极和负极存在的问题，为锂硫电池的催化剂设计提供了借鉴。 论文信息 Supramolecularly Confined Catalysis in Polyphthalocyanine-Crown-Ether Frameworks Boosts Sulfur Redox Kinetics Xinming Zhang, Qing-Xuan Chen, Wentao Zhang, Hongyin Hu, Huimin Wu, Zhaotian Xie, Xin He, Yilin Niu, Xianming Deng, Li Liu, Prof. Zhenghua Zhang, Prof. Dr. Lele Peng, Prof. Dr. Zhen Chen Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202507612
