ACS Nano：提高锂硫电池多硫化物锚定和转化率的双调节策略

Nanoyu

2020-06-08

锂硫电池(Li-S)正极/电解液界面反应动力学迟缓严重限制了其商业化进程。

有鉴于此，温州大学杨植教授报道了修饰在石墨烯（Gh）表面的铁酞菁（FePc）和八氟萘（OFN）双调节体系（Gh/FePc+OFN）加速了多硫化锂（LiPSs）的界面反应动力学。

文章要点

1）研究人员首先通过超声处理将FePc分子结合到Gh的表面，生成Gh/FePc复合材料。随后，通过超声将OFN分子引入Gh/FePc复合材料中，并且由此形成的三元复合材料（Gh/FePc+OFN）。此外，为了研究三元复合材料在Li-S电池中的应用，将Gh/FePc+OFN作为介体掺入碳纳米管（CNTs）-S复合材料中，以形成CNTs/S/Gh/FePc+OFN正极。为了进行比较，还使用相同的方法制备了CNTs/Gh，CNTs/Gh/FePc和CNTs/Gh/OFN正极。

2）多重原位光谱技术、非原位X射线光电子能谱结合密度泛函理论计算表明，FePc通过Fe‧‧‧S配位对LiPSs起到有效的锚定和剪切作用，主要促进其液-液转变，而OFN则使Li-键与LiPSs相互作用，加速了Li₂S的液-固成核和生长动力学。

3）这种双重调节体系促进了硫的平稳转化反应，从而提高了电池性能。基于Gh/FePc+OFN的Li–S正极在0.2 C下具有1604 mAh g^-1的超高初始容量，在超过1000 次循环下，1 C下每个周期的超低容量衰减率仅为0.055％。

这种双重调节策略可以有效解决与Li-S电池有关的挑战，为实现高容量Li-S和其他可充电技术提供了有希望的途径。

Suya Zhou, et al, Dual-Regulation Strategy to Improve Anchoring and Conversion of Polysulfides in Lithium–Sulfur Batteries, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c03403

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03403