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多硫化鋰（LiPSs）在硫正極的穿梭和緩慢的化學(xué)反應(yīng)以及金屬負(fù)極中枝晶鋰的形成，嚴(yán)重阻礙了鋰硫電池的普及。

大連理工大學(xué)王旭珍等報告了一種親硫和親鋰CoSe納米粒子修飾的B,N共摻雜碳納米管（BNCNTs）陣列（CoSe@BNCNTs/CC），它生長在碳布上，可同時作為硫和鋰的宿主。

圖1. 材料制備及表征

密度泛函理論（DFT）計算、模擬和電化學(xué)性能測試表明，CoSe@BNCNTs/CC可以同時發(fā)揮催化作用，加速LiPSs的轉(zhuǎn)化，并實現(xiàn)平滑、均勻的鋰沉積，以調(diào)節(jié)S和Li的電化學(xué)。此外，BNCNTs陣列的獨特結(jié)構(gòu)為硫提供了足夠的存儲空間，并使鋰離子的分布和電極的電場均勻化。

圖2. CoSe@BNCNTs/CC-Li負(fù)極的性能

因此，基于CoSe@BNCNTs/CC雙功能宿主的Li-S全電池表現(xiàn)出長期的循環(huán)穩(wěn)定性（在0.5C的800次循環(huán)中每循環(huán)的衰減率為0.066%）和高的倍率容量（在2C下為684 mAh g^-1）。即使在7.9 mg cm^-2的高硫負(fù)載下，Li-S全電池在0.2 C時也有9.76 mAh cm^-2的高面容量。總體而言，該研究提出了一個可行的策略，以解決實用Li-S全電池的S和Li電極的挑戰(zhàn)。

圖3. Li-S全電池性能

CoSe Nanoparticle Embedded B,N-Codoped Carbon Nanotube Array as a Dual-Functional Host for a High-Performance Li-S Full Battery. ACS Nano 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c07137

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