成果概述

本成果以壳聚糖为前驱体，通过冷冻干燥和高温碳化制备了Zn掺杂三维网络碳纤维（Zn@CSFs），并系统研究了其作为锂硫电池双功能宿主材料的性能。

创新点

XANES分析证实Zn与N形成Zn-N₄配位结构，该活性中心可同时作用于正极和负极——在正极侧显著降低多硫化物转化能垒（Li₂S₄→Li₂S的ΔG从1.07 eV降至-0.14 eV），加速Li₂S成核与转化；在负极侧增强亲锂性（Li吸附能-2.43 eV），诱导均匀锂沉积。基于Zn@CSFs的正负极组装的全电池在5C下容量达597 mAh/g，2C循环1000次衰减率仅0.038%，高硫负载（9.8 mg/cm²）下面积容量达7.08 mAh/cm²，展示了双功能策略在实用化锂硫电池中的潜力。