使用可再生能源是改善化石燃料供应和环境破坏的一种方式，它对低成本和高能量密度的储能装置有很大的需求。但嵌入型阴极的能量密度接近理论极限(小于800 Wh·kg^-1)，价格优势不明显。由于多电子反应和地球丰富的资源，转换型阴极，如硫、金属硫族化物和卤化物，可以提供超过1000 Wh·kg^-1的理论能量密度，是有前途的，可以在能量密度和成本方面为电池的迭代提供足够的空间。人们非常期待在这一领域取得突破。

近日，中科院化学所李玉良院士，文锐研究员，Zicheng Zuo将由共形石墨炔(GDY)和CuS交替形成的多级结构被很好地设计用于无锂阴极。

文章要点

1）这种概念验证架构有效地整合了GDY的优势，并产生了新的功能性异质结(sp-C-S-Cu杂化键)。层层2D限制效应成功避免了结构坍塌，选择性传输抑制了活性组分的穿梭，界面sp-C-SCu杂化键显著调控了相变反应。

2）GDY的这种新的sp-C-S-Cu杂化极大地改善了反应动力学和可逆性，阴极提供了934 Wh·kg^-1的能量密度和1C下3000次循环的无衰减寿命。结果表明，基于GDY的界面策略将极大地促进转换型阴极的有效利用。

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Xiaoya Gao, et al, A Low-Strain Cathode by sp-Carbon Induced Conversion in MultiLevel Structure of Graphdiyne, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202304491

https://doi.org/10.1002/anie.202304491