因为单质硫具有高的理论容量（1675 mAh/g）、比能量密度高（2600 Wh/kg）、价格低廉且储量丰富的特点，所以锂硫电池是下一代锂离子电池储能系统中最有希望的候选者之一。随着人们对高能量密度电池的需求不断增长，近年来科研人员们在解决锂硫电池正极和负极上付出了极大的努力。特别是对于硫正极而言，其电导率低，体积变化大，多硫化锂（LiPSs）的溶解以及在充放电过程中产生的穿梭效应等，会导致电池快速的容量衰减和自放电现象，从而大大阻碍锂硫电池在商业中的应用。为了克服这些问题，科研工作者们将各种纳米材料，包括碳纳米材料，金属氧化物，导电聚合物与硫复合来得到性能优异的锂硫电池复合正极材料。事实证明，许多精心设计的微观包覆结构，例如核-壳结构，层状结构或管状结构，都对硫正极有非常有效的改善效果。在这些已报道的复合材料中，具有蛋黄壳型即壳层和核心之间具有空隙的碳和硫（C/S）复合颗粒引起了广泛的关注。这主要是因为这种特殊结构可以同时解决硫电极的几个关键问题：实现良好的导电性，多余空间可容纳并固定溶解的 LiPSs 和缓冲循环过程中活性物质的体积变化。 

尽管如此，但注意到几乎所有已报道的蛋黄壳纳米结构都是基于模板法实现的。采用模板法的最大优势是可以对所需微结构实现精确的调控。然而，模板法通常涉及复杂的操作步骤，一般包括模板制备，硫的负载和模板蚀刻等。所以，基于模板的方法存在难以实现规模化且成本高这两个极具挑战性的问题。为了克服这些问题，科研人员也不断尝试无模板法以及其他方法来实现制备该结构，但是能同时实现规模化且结构稳定均一的方法还未见报道。

为此，课题组与澳大利亚卧龙岗大学郭再萍教授合作，利用了一种简便的无模板自成笼的纳米化学方法，用于规模化合成高性能的磺化石墨烯@硫（SG@S）蛋黄壳纳米复合材料。所制备的 SG@S 蛋黄壳材料具有较高的硫载量（> 85 wt%），且可以同时实现对多硫化物的物理困束和化学吸附。采用该复合材料制备的硫电极具有高的电导率，结构稳定性和出色的多硫化物捕集能力。采用该材料制备的锂硫电池即使在0.5C下循环2000次之后，Li/S 电池的容量仍可以稳定在 602mAh/g，每个循环容量仅衰减 0.019%。同时，电池的自放电行为也被显着抑制，使得电池具有更长的保质期。这种新型的无模板自成笼纳米化学方法不仅为高性能 Li-S 电池提供了新的解决方案，而且为 S/C 系统以外的其他蛋黄壳纳米材料的快速合成提供了新的策略。

Peng Yu, Lan-Xiang Feng, Dai-Chuan Ma, Xiao-Rong Sun, Jing-Ke Pei, Xiang-Jun Zha, Rui-Ying Bao, Yu Wang, Ming-Bo Yang, Zai-Ping Guo* and Wei Yang*，Template-Free Self-Caging Nanochemistry for Large-scale Synthesis of Sulfonated-Graphene@Sulfur Nanocage for Long-Life Lithium-Sulfur Batteries, Advanced Functional Materials, 2021, 2008652，录用时间：2020.12.28

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202008652