刘金云/胡超权/张会刚Small：一种抑制多硫化物的一体式多孔微胶囊锂硫电池正极

开发用于高能量密度锂硫（Li-S）电池的新兴材料对于抑制多硫化物的穿梭效应和适应硫的体积变化具有重要意义，但目前开发用于高性能Li-S电池的含量子点的新兴正极，以及建立通用且可控的制备方法仍然是一个挑战。

在此，安徽师范大学刘金云教授、中科院过程工程研究所胡超权研究员及南京大学张会刚教授等人开发了一种新型多孔微胶囊系统作为锂硫电池正极，该系统包含碳纳米管/二氧化锡量子点/S（CNTs/QDs/S）复合核和通过液体驱动同轴微流体方法制备的多孔壳。

微胶囊中封装的CNT为电子传输提供了途径，碳纳米管上的SnO₂QD通过强吸附固定多硫化物，DFT计算结合能证明了这一点。微胶囊的多孔壳有利于离子扩散和电解液渗透，空隙可以适应硫的体积变化。

图1. 多孔CNTs/QDs/S微胶囊正极的电化学性能

基于多孔CNTs/QDs/S微胶囊的Li-S电池在0.1 C下循环100次后显示出1025 mAh g^-1的高容量。

当硫负载量为2.03 mg cm^-2时，电池显示出700 次循环的稳定循环寿命，库仑效率超过99.9%，重复测试期间可恢复的倍率性能，以及在-5 和45°C 下的良好温度耐受性，这表明在不同条件下的应用潜力。

图2. 吸附多硫化物的DFT计算

A Polysulfides-Confined All-in-One Porous Microcapsule Lithium-Sulfur Battery Cathode, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103051

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