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金屬酞菁（Pc）復(fù)合物由于其可調(diào)整的特性和獨特的π電子結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是有前途的功能性有機材料。盡管有這些優(yōu)點，聚合物金屬Pc在鋰硫電池（Li-S）中的應(yīng)用還有待探索。

圖1. 材料制備及表征

成均館大學(xué)Ho Seok Park、香港理工大學(xué)Jeongyeon Lee等報告了一鍋環(huán)化和聚合工藝，獲得了新型三甘醇（TEG）功能化聚合物鈷Pcs，它可以均勻地涂覆在多壁碳納米管（MCs）的表面，形成鈷Pc-MC共軛物（TCP/MCs）。

TCP/MCs具有以下五個特點，這使它們適合用于Li-S電池：

1）每個Pc中心的Co離子可作為LiPS轉(zhuǎn)換的氧化還原介質(zhì)，從而提高了轉(zhuǎn)換反應(yīng)的動力學(xué)；

2）Co周圍的氮（N）原子提供電子，從而與LiPS的Li原子形成極性相互作用，這減輕了LiPS的過度溶解；

3）TEG連接物中的氧原子類似12-冠-4（一種冠醚）中的O原子，作為可以容納鋰離子的親鋰位點，從而降低鋰離子的濃度梯度；

4）Pc芳香環(huán)中的電子增強了MCs中的電子遷移率；

5）TCP涂層可防止Pcs在MCs上的聚集，從而確保存在良好分散的活性金屬位點。

圖2. 對多硫化物的吸附及催化轉(zhuǎn)化

因此，所得到的S@TCP/MC正極在0.1C時表現(xiàn)出1392.8 mAh g^-1的高比容量，在5.0C時表現(xiàn)出667.9 mAh g^-1的倍率容量，以及200次循環(huán)后861.0 mAh g^-1的高可逆容量，容量保留率為81.5%。

此外，即使在高S負(fù)載（6.6 mg cm^-2）下，S@TCP/MC正極在0.2 C時仍提供了1032 mAh g^-1的高初始容量，相當(dāng)于6.83 mAh cm^-2的面容量，這證實了其在Li-S電池中的實際應(yīng)用潛力。

圖3. Li-S電池性能

Multifunctional Polymeric Phthalocyanine-Coated Carbon Nanotubes for Efficient Redox Mediators of Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202204353

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AEM：多功能聚合物酞菁包覆碳納米管作為鋰硫電池的高效氧化還原介體

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