王宇/杨伟/郭再萍Adv. Sci.：10秒快速制备核壳硫活性材料，助推锂硫电池发展！

合理设计和规模化生产富含硫的核-壳活性材料，不仅对未来金属-硫电池的实际成功至关重要，而且对深入了解硫基电化学的核壳设计也至关重要。然而，主要因为缺乏实现精确控制核壳结构的有效策略，这是一个巨大的挑战。

图1 纳米风暴技术与微粘性引导纳米气相沉积（MAG-NVD）机制的概念

四川大学王宇、杨伟、阿德莱德大学郭再萍等通过利用自己开发的纳米风暴技术的摩擦加热和分散能力，令人惊讶地发现富含硫的活性材料可以在几秒钟内被按需包覆上外壳纳米材料。

具体而言，作者提出了一种可扩展的、超高效的、微粘性引导的纳米气相沉积（MAG-NVD）纳米风暴策略。MAG-NVD纳米风暴技术充分利用了强剪切和混合效应的优势。首先，它可以通过摩擦产生明显的表面加热，这甚至可以融化硫，为原始的富含S的活性材料（AM）创造一个粘合的表面。第二，它可以通过强大的分散力从外壳纳米材料中产生”纳米蒸汽”。第三，原始AM颗粒和”纳米蒸汽”之间的碰撞也会在碰撞点产生热量。由于上述作用，原始的富含硫的AM颗粒将变成粘性球，这有助于捕捉”纳米蒸汽”，并通过纳米蒸汽沉积实现超快速涂层。另外应该指出的是，这种MAG-NVD纳米风暴技术可能不受硫基活性材料的限制。

图2 壳的特性对核壳富含S的颗粒在200次循环后的形态演变的影响

此外，上述MAG-NVD策略有几个显著的优势。首先，整个过程是完全无溶剂的，效率极高，而且容易扩大规模。例如，通过MAG-NVD策略，作者在短短10秒内就成功制备了≈300克核壳硫基颗粒，相当于生产速度≈30克/秒。其次，人们可以用适当的纳米材料灵活地设计涂层，以实现定制功能。

最后，这项工作展示了采用优化的核壳活性材料大规模生产压延兼容的正极，并实现了453 Wh kg^-1@0.65 Ah的Li-S软包电池。总体而言，所提出的纳米气相沉积技术可能为众所周知的物理和化学气相沉积技术提供一个有吸引力的替代方案。

图3 用优化的3PNC@SC核壳颗粒扩大压延兼容的硫电极的规模

Mass Production of Customizable Core–Shell Active Materials in Seconds by Nano-Vapor Deposition for Advancing Lithium Sulfur Battery. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202207584

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