北化工王峰/牛津Adv. Sci.：10C循环1600圈，高性能锂金属电池！

2022年10月8日上午4:11 • 顶刊 • 阅读 15

锂金属是最有前景的高能二次电池的负极之一。然而，在锂的沉积/剥离过程中，巨大的体积变化和严重的枝晶形成阻碍了锂金属负极（LMAs）的实际应用。

北京化工大学王峰、牛津等开发了一种硫酸盐辅助策略，合成了一种由嵌有MoS₂纳米片的N,S掺杂多孔碳纳米球（MoS₂@NSPCB）组成的自支撑主体，以用于LMAs。

图1. MoS₂@NSPCB的制备和形貌表征

MoS₂@NSPCB宿主具有丰富的金属/非金属亲锂位点，有利于锂的均匀成核。此外，分层的多孔性和N,S掺杂的碳支持使亲锂位点具有良好的结构稳定性和高表面化学活性。另一方面，三维导电纳米带网络确保了锂离子的快速扩散，防止了LMA在沉积/剥离过程中形成树枝状物。

图2. 电化学性能

因此，采用MoS₂@NSPCB宿主的锂离子对称电池在3 mA cm^-2/3 mAh cm^-2的条件下稳定地运行了1500小时，并具有超低的电压滞后（≈24.2 mV）。当与磷酸铁锂正极配对时，无集流体的LMA使全电池实现了460 Wh kg^-1的高能量密度和良好的循环性能（即使在10C进行1600次循环后，容量保持率也保持了≈70%）。

图3. 沉积剥离过程中的形貌观察

N,S-Doped Porous Carbon Nanobelts Embedded with MoS2 Nanosheets as a Self-Standing Host for Dendrite-Free Li Metal Anodes. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202204232

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北化工王峰/牛津Adv. Sci.：10C循环1600圈，高性能锂金属电池！

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