ACS Nano: 丰富异质界面助力高性能锂硫电池的多硫化物快速转化、可控Li2S沉积

锂硫电池的实际应用受到多硫化锂（LiPSs）缓慢的反应动力学的极大限制，导致硫利用率低和循环稳定性差。使用异质结构催化剂是解决上述问题的有效途径，但如何进一步提高转化效率并避免绝缘性Li₂S的表面钝化尚未得到很好的研究。

在此，清华大学深圳国际研究生院赵世玺、吕伟等人通过用SnO₂纳米点改性Mo₂N微带制备了具有丰富异质界面的异质结构催化剂。

形成的具有高可及性的丰富界面作为指导Li₂S 3D生长的有利成核位点，避免了催化剂表面钝化并促进了LiPS转化。SnO₂纳米点的引入也增强了LiPS的吸附。

因此，以上述催化剂作为正极添加剂的组装电池在0.5 C下循环550次后显示出 738.3 mAh g^-1的高容量，每次循环的超低容量衰减为0.025%。即使具有9.0 mg cm^-2 的高硫载量，在0.5 C下也能实现良好的循环稳定性，E/S比为5μL mg_s^-1。

这项工作展示了一种提高LiPS转化动力学和指导Li-S电池中Li₂S沉积的有效方法，并加深了对高能量密度Li-S电池界面催化效应的理解。

图1. Mo₂N表面和SND-Mo₂N表面上从LiPSs到Li₂S的转换

图2. 锂硫电池的电化学性能

Rich Heterointerfaces Enabling Rapid Polysulfides Conversion and Regulated Li₂S Deposition for High-Performance Lithium–Sulfur Batteries. ACS Nano. 2021. DOI:10.1021/acsnano.1c01250

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ACS Nano: 丰富异质界面助力高性能锂硫电池的多硫化物快速转化、可控Li2S沉积

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