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作品名称：“穿梭盾”———基于智能设计的锂硫电池氮化硼纳米笼抑制剂
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：笼络锂硫队
参赛学生：张千一宋金璇王顺朋马艺晗
指导老师：李巧灵

详细说明

锂硫电池（Li-S）作为下一代高能量密度储能技术的重要候选，其商业化进程受限于充放电过程中多硫化锂（LiPSs）的“穿梭效应”，导致电池容量快速衰减与循环稳定性下降。为解决这一制约其智能制造的产业痛点，本项目聚焦于零维氮化硼（BN）纳米笼的创新设计，该材料具有发达的孔隙结构、高比表面积及富含B-N极性键的特性，有望凭借“相似相溶”原理实现对多硫化锂的高效锚定。本研究通过第一性原理计算模拟，系统构建了不同尺寸的BN纳米笼及多硫化锂分子模型，通过精确计算吸附能、深入分析电子结构，旨在从原子尺度筛选并设计出具有最优吸附性能的BN纳米笼构型。该工作不仅揭示了其“双重锚定”作用机制，更为实现高性能锂硫电池的精准材料设计、优化制造工艺提供了关键的理论模型与数据支撑，有力推动了新一代储能器件的智能化开发进程。