乔世璋AM：多硫化物的电子态限制，助力高度稳定的钠-硫电池
兔兔
将多硫化物限制在硫正极中对于消除金属-硫电池中的“穿梭效应”至关重要，而金属-硫电池是大规模可持续能源储存的理想解决方案。但是，对多硫化物限制机理的探索和深入了解仍然有限，因此，实现高度稳定的金属-硫电池是一项严峻的挑战。有鉴于此，阿德莱德大学乔世璋与王海辉教授基于二维金属-有机框架（2D MOF），提出了一种有效限制多硫化物的新机制，首次报道了硫正极材料的局部电子态与促进多硫化物转化动力学的关系。
本文要点：
1）使用MOF作为模型，并结合原位同步加速器X射线衍射、电化学测试和DFT计算，证明了在放电/充电过程中，MOF中Ni中心的动态电子态能够调节多硫化物与MOF之间的相互作用，从而促进多硫化物的吸附和加速多硫化物的转化动力学。
2）结果，以S/Ni‐MOF‐2D为正极的室温钠-硫电池获得了目前报道的最稳定的电池性能，其在1 C和2 C下进行1000个连续循环后，分别维持了347和241 mAh g−1的高容量，每次循环的容量衰减率分别为0.042％和0.052％，而循环时的库伦效率几乎稳定在100%。
这一研究结果为解决金属-硫电池的穿梭效应提供了实用化的方法，并为高稳定金属-硫电池正极材料的设计提供了指导。
Chao Ye et al. Electron-State Confinement of Polysulfides for Highly Stable Sodium–Sulfur Batteries. Adv. Mater. 2020, 1907557.
DOI: 10.1002/adma.201907557
https://doi.org/10.1002/adma.201907557
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