陈忠伟/王新/张永光AM: 两性离子非晶共轭微/介孔聚合物组装纳米触手作为锂硫电池的高效催化剂

锂-硫电池具有高理论放电容量(1675 mAh g^-1)、成本低、硫的环境相容性的优点，被认为是新型储能器件最具前途的候选电池之一。然而，锂-硫电池受到严重的迟缓氧化还原动力学和多硫化锂的梭效应(LIPSs)的阻碍。

滑铁卢大学陈忠伟、华南师范大学王新和河北工业大学张永光等人通过原位模板导向聚合成功设计了一种新型两性离子纳米结构的CNTCMP，作为可充电的多功能锂-硫电池电催化剂。

陈忠伟/王新/张永光AM: 两性离子非晶共轭微/介孔聚合物组装纳米触手作为锂硫电池的高效催化剂

其中一种新型共轭微/介孔聚合物(ST-CMP)，它可以均匀地包裹在碳上，而纳米管(CNT)作为组装的纳米触手，作为锂-硫电池的高效硫电催化剂。在这种复合材料中，交联的CNT导电网络显着改善了活性材料的电子转移和反应动力学。

此外，ST-CMP组装的纳米触手可防止ST-CMP的重新堆叠或聚集，有利于ST-CMP上活性位点的暴露，以实现有效的LiPS化学相互作用。ST-CMP中丰富的聚合物两性离子具有均匀分布的正极化N原子和负极化O原子，不仅可以全面调控LiPSs的吸附，同时还可以加速LiPSs的催化转化，呈现令人钦佩的氧化还原反应动力学。

凭借这些优点，获得的S/ST-CMP@CNT复合材料具有1307 mAh g^-1的高初始比容量，在1 C下循环500次后，每循环具有0.047%的超低容量衰减率，在开发具有良好性能的锂-硫电池方面显示出巨大的潜力。

综上所述，纵横交错的CNT导电网络作为锚定ST-CMP的衬底物，提高了电子/离子的电导率，防止了CMP的再堆积或聚集。此外，独特的聚合物两性离子确保ST-CMP具有令人钦佩的LiPSs吸附和快速的催化转化，为加速锂-硫电化学提供了增强的硫氧化还原反应动力学。

更重要的是，S/ST-CMP@CNT电极在高负载配置下仍可以提供5.6 mAh cm^-2的高容量，这为先进的储能系统提供了很大的发展前景。

Design Zwitterionic Amorphous Conjugated Micro-/Mesoporous Polymer Assembled Nanotentacle as Highly Efficient Sulfur Electrocatalyst for Lithium-Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials, 2021.DOI:10.1002/aenm.202101926

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