锂-硫电池被认为是新一代具有高能量密度、功率密度及长寿命的可充放储能器件。我们致力于从含硫正极，锂负极以及电解质三个方面进行研究：

·  硫碳复合正极材料的电荷与离子传递过程，抑制穿梭效应；

·  多级结构的锂负极构筑，抑制枝晶生长，提高能量效率；

·  固态锂离子电解质材料及器件应用。

   我们研究了硫正极材料中电子和离子传输的纳米尺寸效应。硫纳米粒子的电荷扩散路径短，比表面积大，有利于硫正极性能的提升（Sci. Rep., 2013）；利用硫-胺法（Chem. Commun., 2014）制备最小为5 nm直径的粒子，在较低倍率下可以获得硫材料高达1670 mAh/g的理论极限比容量（Nano Lett. 2015）。除此之外，我们也发展了一系列新颖的纳米材料制备方法，用于石墨烯自组装的多孔电极等不同结构，结合功能聚合物添加剂的策略，有效缓解穿梭效应，最终得到综合性能优越的锂硫电池器件（Nano Lett. 2015）。

   在进行基础研究的同时，我们还试制了软包锂硫电池，努力推动该技术的实际应用和工程化研发（Fig.2）。在中科院战略性先导科技专项“变革性纳米制造产业技术聚焦”项目一“长续航动力锂电池”的支持下，软包锂硫电池的性能指标分别能达到能量密度高于400 Wh/Kg，循环次数高于50次。