近日，我校材料科学与工程学院新型微观结构复合材料的可控制备和先进能量转换存储器件创新团队杨蓉教授和博士生尚宏玉，在固态锂硫电池研究方面取得重要成果。该成果以题为“Reaction-Transport Coupling Driven by Supramolecular Host-Guest Chemistry Accelerates Kinetics in Solid-State Lithium-Sulfur Batteries”发表于能源材料领域国际公认的顶级期刊《Energy Storage Materials》（影响因子20.2）。ESM主要报道储能材料的合成、制备、结构、性质、性能和技术应用有关的重大新发现，以及其用于可持续能源发展的装置、策略和政策等。该成果由我校材料科学与工程学院省级创新团队、复合材料与智能制造技术国际联合研究中心化学电源研究所联合韩国庆尚国立大学材料工程与融合技术学院共同完成。西安理工大学为第一署名单位，材料科学与工程学院博士生尚宏玉为论文第一作者，杨蓉教授为唯一通讯作者。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2026.105199

固态锂硫电池因其高理论比容量和能量密度，被视为下一代高比能储能系统的重要发展方向。在各类固态电解质中，聚环氧乙烷（PEO）基电解质因其良好的柔韧性和加工性备受关注。然而，其本征高结晶度导致的低离子电导率、低锂离子迁移数，以及对多硫化物的高溶解性，使得硫的氧化还原动力学极其迟缓。更关键的是，长期循环中多硫化物的不可控聚集和穿梭会严重侵蚀聚合物链段，导致界面恶化和容量下降。现有研究逐渐揭示，这一动力学滞后并非简单的化学吸附问题，而是源于纳米尺度上锂离子迁移通道、多硫化物中间体与催化活性位点在空间上的严重错配。因此，如何在微观层面精准重构反应环境，实现电荷传输与催化转化的高效耦合，是突破该瓶颈的关键。

本工作将反应物与催化位点之间的空间尺度视为可调控的核心动力学变量。通过In₂O₃@S-CD对超分子双客体产生的空间限域效应，锂离子与多硫化物能够在In₂O₃催化位点周围实现空间共定位。该策略在PEO固态电解质中构建了纳米级反应域，显著压缩了反应空间尺度并加速了硫转化的动力学过程，深入揭示了PEO基固态锂硫电池中此前被忽略的Li₂S₆→ Li₂S₄关键决速步骤，并通过空间限域效应将其能垒由0.62 eV显著降低至0.32 eV。该工作建立了以反应空间尺度为核心的固态锂硫电池动力学调控新范式。

该工作获得国家自然科学基金项目，国家留学基金委，陕西省创新能力支撑计划-科技创新团队，陕西省国际科技合作基地项目以及陕西省重点研发计划项目资助。近年来，针对新型化学电源的开发、电极材料的设计与合成相关研究方面，杨蓉教授团队已在《Energy Storage Materials》、《Advanced Functional Materials》、《Advanced Composites and Hybrid Materials》、《Chemical Engineering Journal》、《Journal of Energy Chemistry》、《ACS Applied Materials & Interfaces》、《Materials Today Physics》、《Journal of Materials Chemistry A》、《Journal of Colloid and Interface Science》、《Materials Characterization》、《Journal of Power Sources》、《Inorganic Chemistry》等国际著名刊物上发表SCI论文百余篇，授权国家发明专利17项。