多硫化物穿梭會導(dǎo)致鋰硫電池的容量損失，從而限制了其實際應(yīng)用。催化復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)可抑制多硫化物的穿梭，但使催化劑開發(fā)成為可能的基礎(chǔ)知識仍然有限，因此目前只開發(fā)了少量催化劑。

圖1 材料表征

美國康奈爾大學(xué)Hèctor D. Abru?a、賓夕法尼亞州立大學(xué)Raymond E. Schaak等在硫化物材料中加入Zn、Co和Cu以及其他元素（In、Ga）以平衡電荷，證明了Zn_0.30Co_0.31Cu_0.19In_0.13Ga_0.06S這種高熵硫化物材料的納米顆?？娠@著催化多硫化物的氧化還原反應(yīng)，提高其轉(zhuǎn)化速率，從而將多硫氧化還原穿梭的有害影響降至最低，進而改善鋰硫電池的電化學(xué)。

圖2 電化學(xué)性能對比

研究顯示，當在鋰硫正極復(fù)合材料中加入2%重量的高熵硫化物時，在中等充放電速率（0.2 C）和高充放電速率（1 C）下，電池的容量和庫侖效率都得到了提高。此外，作者利用X射線光電子能譜對高熵硫化物納米顆粒進行的表面分析，這為了解材料在循環(huán)過程中如何演變提供了重要信息。

總之，Zn_0.30Co_0.31Cu_0.19In_0.13Ga_0.06S納米顆粒催化劑的性能優(yōu)于金屬硫化物，表明高熵”雞尾酒效應(yīng)”在開發(fā)先進電催化材料以提高鋰硫電池性能方面可以發(fā)揮作用。

圖3 通過XPS測量的電池循環(huán)過程中不同點的硫和金屬中心的結(jié)合能

High Entropy Sulfide Nanoparticles as Lithium Polysulfide Redox Catalysts. ACS Nano 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c05869