赵慎龙/张斌伟/孔源AM：室温钠硫电池最高记录！硫负载达80.9%！

室温钠硫（RT Na/S）电池由于其低成本和高能量密度，具有很高的电网规模固定储能潜力。然而，由多硫化物穿梭效应引起的低S质量负载和较差的循环稳定性引起的问题严重限制了它们的运行能力和循环能力。

悉尼大学赵慎龙、重庆大学张斌伟、中科大孔源等采用硫掺杂石墨烯框架支持的原子分散的2H-MoS₂和Mo₁(S@MoS₂-Mo₁/SGF）作为RT-Na/S电池的集成双活性位点正极。

图1. 电子显微镜图像

这项工作首次合成了一种硫掺杂石墨烯框架支持的原子分散的S@MoS₂-Mo₁/SGF，其S质量负载达到了RT-Na/S电池的最高纪录80.9%。令人印象深刻的是S@MoS₂-Mo₁/SGF显示出前所未有的循环稳定性，0.1 A g⁻¹时初始容量高达1017 mAh g⁻¹，经过1000次循环后仍保持505 mAh g^-1的高容量，平均每循环仅有0.05%的低容量衰减率。

图2. 室温钠硫电池性能

包括X射线吸收光谱（XAS）、原位同步X射线衍射（XRD）和密度泛函理论计算在内的实验和计算结果表明，原子级分散的双位点系统可以产生意想不到的脱域电子效应，优化了活性Mo的电子结构，导致钠的中间物出现负的吸附能量。

同时，有利于促进多硫化钠的转化动力学，从而抑制了穿梭效应。因此，这一发现不仅为制备高性能双位点正极提供了有效的策略，而且加深了对其原子水平增强机制的理解。

图3. 机理探究

Atomically Dispersed Dual-Site Cathode with a Record High Sulfur Mass Loading for High-Performance Room-Temperature Sodium-Sulfur Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202206828

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