鋰硫（Li-S）電池的衰減主要歸因于中間多硫化物（LiPSs）引起的穿梭效應。

阿德萊德大學郭再萍、西安交通大學柳永寧、陳元振等通過結合氧空位和多重受限連續導電結構開發了一種多功能硫主體材料，以用于超穩定和高能Li-S電池。

圖1. 材料制備及表征

具體而言，這項工作通過將碳納米管和具有缺陷的LaNiO_3-x(LNO-V)納米粒子填充石墨化樟子松框架的微通道中，制備了一種具有氧空位的多重受限正極結構。石墨化樟子松(GP)的規則微通道提供了容納硫的大空間，并抑制了LiPSs的橫向擴散，從而導致硫的定向傳輸。LNO-V納米粒子界面附近豐富分布的氧空位可以與多硫化物相互作用，以抑制垂直擴散并提供更多的活性位點來催化LiPSs轉化。

此外，氧空位周圍的不成對電子可以與長鏈多硫化物中的硫原子結合形成La-S和Ni-S以捕獲多硫化物。

圖2. 動力學研究

正如預期的那樣，所制備的GP/CNT/LNO-VS顯示出超穩定的循環耐久性（在 0.5 C的電流密度下循環超過500次厚容量保持99%）。此外，具有11.6 mg cm^-2 高面積硫負載量的復合電極在1 mA cm^-2(0.05 C)下顯示出8.5 mAh cm^-2的高面積比容量。這種正極優于大多數報道的硫主體材料，包括金屬氧化物/硫化物/氮化物和碳。

作者相信，該文提出的多約束正極結構不僅為硫電極設計提供了一條新途徑，以實現高性能Li-S電池，而且為開發新型約束結構和用于催化和儲能的缺陷鈣鈦礦化合物打開了大門。

圖3. Li-S電池性能