來源：《中國科學報》

　　發布時間：2020-4-15

　　近日，中科院大連化學物理研究所劉健研究員團隊與吳忠帥研究員團隊通過分子水平的設計，開發了一種硫化物催化劑修飾的納米反應器，并將其應用于鋰硫電池正極，獲得了優異的多硫化物催化活性和循環穩定性。相關研究成果發表在《先進能源材料》上。

　　鋰硫電池具有較高的理論能量密度（2600瓦時每千克）和理論比容量（1675毫安時每克），被認為是一種有廣闊應用前景的高比能電池。但由于在充放電過程中硫的轉化反應動力學慢，導致硫的利用率不高、溶解現象嚴重，使得鋰硫電池的容量偏低，循環穩定性差，大大限制了鋰硫電池的實際應用。如何合理設計電催化體系，在高負載硫正極的條件下高效穩定地實現多硫化物的催化轉化，提高鋰硫電池的容量和壽命，是目前鋰硫電池應用發展的瓶頸之一。

　　研究人員從分子水平的設計角度出發，設計出一種硫化物電催化劑顆粒修飾的碳球納米反應器，并將其應用于鋰硫電池的正極，成功構建了高催化活性的硫正極復合材料。該納米反應器質量密度低，孔隙率高，具有高度分散的電催化劑，顯著提高了對多硫化物的吸附、催化、轉化能力，在0.5 C的電流密度條件下，容量保持1070毫安時每克循環200圈幾乎沒有衰減。這種納米反應器結構的設計策略為研究納米空間中的離子遷移擴散，構建高容量、長循環壽命的金屬硫電池提供了新的思路。

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