锂-硫电池(LSB)存在多硫化锂(LiPS：Li₂S_x，4≤x≤8)的穿梭行为不可控和液固双向转化反应动力学迟缓的问题，通常采用吸附-催化综合策略来解决。

近日，华东理工大学Licheng Ling引入了一种独特的Fe-N-V预配位来调节液相中游离Fe³⁺的含量，成功构建了单原子Fe-N₄位和VN纳米粒子修饰的N掺杂微介孔中空碳纳米球(简称SA-Fe/VN@NMC)。

文章要点

1）研究人员通过实验和理论证明了催化剂对LiPS的化学吸附能力和Li₂S在VN上的催化分解行为，以及SA-Fe位上硫还原的助推反应动力学。此外，VN和SA-Fe活性中心的纳米邻域分布对硫物种的锚定-还原-分解过程表现出协同效应。

2）SA-Fe/VN@NMC对整个硫转化具有最佳的吸附-催化作用。基于SA-Fe/VN@nMC的Li-S电池表现出很高的循环稳定性(在1 C，硫含量：70 wt%，700次循环中，每循环0.024%的低衰减率)和相当的倍率性能(4 C下683.2 mAh g⁻¹)。此外，在5.6 mg cm^-2的高硫负载量下，循环100次后仍保持了5.06 mAh cm^-2的高比容量。

这项工作为设计异质双金属在LSB中的集成电催化剂提供了新的视角。

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Lubin Yang, et al, Regulating Fe Aggregation State via Unique Fe–N–V Pre-Coordination to Optimize the Adsorption-Catalysis Effect in High-Performance Lithium-Sulfur Batteries, Adv. Funct. Mater. 2023, 2303705

DOI: 10.1002/adfm.202303705

https://doi.org/10.1002/adfm.202303705