温大王舜/陈锡安AFM：核桃状蛋黄-壳碳花@碳纳米球用于高性能锂硫电池

构建同时具有高面积硫负载、充分的硫利用、有效的多硫化物抑制、快速的离子扩散等特性的锂硫电池正极材料仍然是一个重大挑战。

图1. 材料制备及表征

温州大学王舜、陈锡安等提出了一种内部调控策略，以制备独特的核桃状蛋黄-壳碳花@碳纳米球（WSYCS）作为硫宿主。研究显示，内部碳花、合适的空腔和外部碳层能有效分散绝缘硫，调节体积膨胀，限制多硫化物，从而提高锂硫电池的性能。有限元模拟方法还证实了增强的Li⁺扩散和Li-S反应动力学。更重要的是，通过电纺丝方法将WSYCS2接枝到碳纤维（CF）上，形成串联WSYCS2@CF三维薄膜，可作为自支撑电极的硫宿主。

图2. 硫储存和电化学性能分析

结果，在硫负载为13.4 mg cm⁻²的情况下，相应的电池具有极高的面容量15.5 mAh cm⁻²。特别是，柔性锂硫软包电池还可以以相对较高的1C倍率在800次循环中提供8.1 mAh cm⁻²的高面容量和65%的优异容量保持率，对应539 Wh kg⁻¹和591 Wh L⁻¹的能量密度。该工作不仅为厚碳/硫电极的研制提供了指导，而且对实用锂硫电池的开发也起到了推动作用。

图3. 高硫负载下电池性能

Tandem Carbon Hollow Spheres with Tailored Inner Structure as Sulfur Immobilization for Superior Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310301

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温大王舜/陈锡安AFM：核桃状蛋黄-壳碳花@碳纳米球用于高性能锂硫电池

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