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開(kāi)發(fā)具有高催化活性的導(dǎo)電催化劑被認(rèn)為是改善鋰硫電池正極動(dòng)力學(xué)的有效策略，特別是在大電流密度和貧電解液下。晶格應(yīng)變工程一直是調(diào)整催化劑局部結(jié)構(gòu)的一種策略，并有助于理解應(yīng)變和催化劑性能之間的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系。

山東大學(xué)徐立強(qiáng)等首次報(bào)告了通過(guò)簡(jiǎn)單的一步煅燒方法將摻鋅的CoTe₂與納米結(jié)構(gòu)的氮摻雜碳（NC）多面體框架相結(jié)合。

圖1. 材料制備及表征

在熱解過(guò)程中，ZIF-67前體中的有機(jī)配體將完全轉(zhuǎn)化為氮摻雜碳框架，ZIF-67中含有的Co²⁺前體將轉(zhuǎn)化為單原子金屬鈷，直到與Te反應(yīng)后變成CoTe₂。在CoTe₂晶格中進(jìn)一步構(gòu)建一個(gè)摻雜少量Zn²⁺的Co_0.9Zn_0.1Te₂，以保持CoTe₂的整體晶體結(jié)構(gòu)，并促進(jìn)Co_0.9ZnCn_0.1Te₂與氮摻雜碳襯底的良好復(fù)合。

合成的復(fù)合材料不僅繼承了ZIF-67穩(wěn)定的多面體框架，而且還為Co_0.9ZnCn_0.1Te₂形成了一個(gè)相互連接的摻氮碳基底，有利于電子的傳輸。低Zn²⁺摻雜產(chǎn)生的Jahn-Teller效應(yīng)可以誘發(fā)溫和的晶格應(yīng)變，豐富Co_0.9ZnCn_0.1Te₂的活性位點(diǎn)暴露，提高催化劑的催化活性，從而加速硫正極的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)。

圖2. 催化轉(zhuǎn)化研究

受益于Co_0.9ZnCn_0.1Te₂催化劑的優(yōu)勢(shì)，組裝的Li-S電池在1C時(shí)可以提供1030 mAh g^-1的初始容量，在2C時(shí)提供893 mAh g^-1的容量，并穩(wěn)定地運(yùn)行2500次以上。此外，在7.7mg cm^-2的高硫含量和僅為4 μL mg^-1的電解液用量下，硫正極的面容量可以達(dá)到12.8 mAh cm^-2。

在以前的大多數(shù)報(bào)告中，更多的是強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)吸附的重要性，但加強(qiáng)吸附并不一定導(dǎo)致催化活性的提高。相反，多硫化物的解吸速度太慢會(huì)導(dǎo)致催化劑失活，并抑制硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行。在這項(xiàng)工作中，鋅原子被成功地納入CoTe₂晶格，誘導(dǎo)的晶格畸變促進(jìn)了催化活性的提高，促進(jìn)了中間多硫化物的解吸能力，并確保了催化劑在反應(yīng)體系中的高效活性。

圖3. Li-S電池性能

Zinc-assisted Cobalt-ditelluride Polyhedra Inducing Lattice Strain to Endow Efficient Adsorption-catalysis for High-energy Lithium-sulfur Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202204403

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