生成模型与逆向设计

硫电化学中前介导分子的分子骨架编程

分子 mediator 可改变锂硫电池中的硫转化路径，但分子骨架调控如何影响介导效果仍不清楚。作者以 2-氯嘧啶为“前介导分子”模型，其可在硫反应过程中经芳香亲核取代原位活化为 mediator，在电极上均匀诱导快速氧化还原循环。结合量子化学与机器学习，建立分子骨架编程策略，阐明侧链基团的电子、几何和位点特征与介导性能的构效关系，从而调控活化速率和介导活性。从 196 个候选中筛选出 2-氯-4-(三氟甲基)嘧啶，使锂硫电池在 800 圈中平均容量保持率为 81.7%，并在 14.2 Ah 软包中实现 549 Wh kg⁻¹ 的能量密度。