锂硫（Li–S）电池由于其较大的理论能量密度而备受关注，但多硫化锂（LiPS）的穿梭效应和缓慢动力学转化严重限制了其实际应用。近日，北京理工大学Chen Wenxing、济南大学Xia Guangming、清华大学Zhang Liang将以Ti₃C₂T_x MXene为载体的非对称配位Cu–N₁C₂单原子催化剂作为锂硫电池的分离涂层。

本文要点：

1) 作者通过一种新型空位辅助策略，成功制备了固定在氮掺杂的Ti₃C₂T_x上的金属单原子催化剂（M SA/N-Ti₃C₂T_x，M=Cu、Co、Ni、Mn、Zn、In、Sn、Pb和Bi），并将其用作聚丙烯（PP）隔膜涂层，以促进LiPS的快速氧化还原转化和吸附。在M SA/N-Ti₃C₂T_xs中，Cu SA/N-Ta₃C₂T_x/PP具有优异的性质，包括优异的速率性能、1000次循环以上的优异循环稳定性，以及在大硫负荷下的高硫利用率。

2) X射线吸收精细光谱和密度泛函理论计算表明，与原始Ti₃C₂T_x相比，非对称配位的Cu–N₁C₂结构作为活性位点，其与LiPS具有更高的结合能和更大的电子云，从而有效地促进了LiPS的吸附和动力学转化。

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Hongfei Gu et.al Asymmetrically Coordinated Cu–N₁C₂ Single-Atom Catalyst Immobilized on Ti₃C₂T_x MXene as Separator Coating for Lithium–Sulfur Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202204014

https://doi.org/10.1002/aenm.202204014