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鋰硫電池（LSBs）的應(yīng)用由于臭名昭著的穿梭效應(yīng)、遲緩的氧化還原動(dòng)力學(xué)和不規(guī)則的Li₂S沉積而受到極大的阻礙，這導(dǎo)致了大極化和快速的容量衰減。

圖1. 材料制備及表征

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)劉瑞平、新加坡南洋理工大學(xué)楊金霖等通過鎂熱脫氮技術(shù)制造了由缺氮石墨氮化物（ND-g-C₃N₄）和MgNCN組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)具有高能量密度和快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的LSB。研究顯示，它可以通過MCN的強(qiáng)極性克服與鋰多硫化物（LiPSs）結(jié)合能量弱的問題，再加上C₃N₄的高比表面積提供豐富的缺陷來捕捉LiPS，從而緩解穿梭效應(yīng)。

此外，由于MCN具有良好的導(dǎo)電性、N的親鋰性和Mg的親硫性，因此，可以加速還原和氧化過程，更新催化表面，從而提高鋰硫電池的電化學(xué)性能。

圖2. 對(duì)多硫化鋰的吸附與催化

正如預(yù)期的那樣，以MgNCN/ND-g-C₃N₄為中間層的LSBs表現(xiàn)出顯著的電化學(xué)性能，在4C時(shí)的放電容量為650 mAh g^-1，同時(shí)，在1C下的400次循環(huán)中可以達(dá)到每循環(huán)0.008%的低容量衰減。即使在5.1mg cm^-2的高面硫負(fù)載下，在0.5C（64.18%）和1C（90.46%）也能實(shí)現(xiàn)出色的容量保持。所提出的策略為具有高效催化劑的LSBs設(shè)計(jì)開辟了一條新途徑。

圖3. 鋰硫電池性能

Bidirectional Catalyst with Robust Lithiophilicity and Sulfiphilicity for Advanced Lithium–Sulfur Battery. Advanced Functional Materials 2023. DOI：10.1002/adfm.202302267

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/09/30/c73aece9f8/

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?劉瑞平/楊金霖AFM：強(qiáng)親鋰性和親硫性的雙向催化劑用于鋰硫電池

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