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徐立強/趙明文Nano Today：超薄Co-Bi納米片電催化劑調(diào)節(jié)鋰硫電池中的多硫化物中間體

硫的差導(dǎo)電性、緩慢的反應(yīng)動力學(xué)和多硫化物的穿梭阻礙了鋰硫（Li-S）電池的實際應(yīng)用。液態(tài)多硫化物中間體，將硫與Li₂S的電化學(xué)反應(yīng)連接起來，對電池性能起著決定性作用。

山東大學(xué)徐立強、趙明文等人首次報道了在還原氧化石墨烯（Co-Bi/rGO）復(fù)合材料上緊密生長的Co-Bi納米片，以調(diào)節(jié)多硫化物中間體。

Co-Bi/rGO宿主具有以下五點有利于高性能Li-S電池的優(yōu)點

：(1)活化的Co-Bi納米片不僅可以化學(xué)結(jié)合多硫化物，同時還可以促進多硫化物的氧化還原；

(2)rGO作為導(dǎo)電骨架提供快速電子通路；

(3)獨特的二維結(jié)構(gòu)使豐富的化學(xué)吸附位點暴露于多硫化物；(4)高表面積和多孔結(jié)構(gòu)確保硫的均勻分布和大的可及氧化還原面積；(5)Co-Bi和rGO的緊密結(jié)合保證了多硫化物的順利捕獲-擴散以促進氧化還原動力學(xué)。

因此，Co-Bi/rGO-S 正極在0.2 C下可提供1334 mAh g^-1的高容量、高達8 C的的倍率性能、在1 C下超過500次循環(huán)的出色循環(huán)穩(wěn)定性以及8.3 mAh cm^-2的顯著面容量。來自理論計算的化學(xué)結(jié)合強度、吉布斯自由能和過渡態(tài)的能壘為 Co-Bi對多硫化物的調(diào)節(jié)提供了深入的了解。

圖1 Co-Bi/rGO對多硫化物的調(diào)節(jié)

圖2 電化學(xué)性能

Regulating polysulfide intermediates by ultrathin Co-Bi nanosheet electrocatalyst in lithium?sulfur batteries. Nano Today 2021. DOI: 10.1016/j.nantod.2021.101246

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