锂硫电池(Li−S)因其理论能量密度高，硫磺成本低，有望成为下一代储能系统的候选电池。然而，绝缘的S和硫化锂(Li₂S)之间的慢转化动力学仍然是一个技术挑战。

近日，斯坦福大学崔屹教授开发了一种Ni@HGDY催化剂，它可以改善Li2S正极的氧化还原动力学和循环性能。

文章要点

1）用硫K边XAS分析表明，该催化剂大大提高了工业Li2S的初始活化和转化率。电化学测试表明，在不同的循环速率和较长的循环周期下，都能保持较高的硫转化率。

2）使用未经处理的商用Li₂S粉末，Ni@HGDY/Li₂S电池的容量超过516 mAh g⁻¹，在1 C下循环超过125次。该催化剂还促进了Li₂S在阴极中均匀成核，防止了大尺寸绝缘颗粒的积聚带来的高内阻。

3）设计的固定在HGDY上的镍催化剂展示了一种强大的策略，将原子高效的金属催化剂与碳载体相结合，既强调了强大的催化剂锚定，又强调了多硫化物捕获和卓越的离子/电子传输等应用驱动功能。

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Louisa C. Greenburg, et al, Ni Anchored to Hydrogen-Substituted Graphdiyne for Lithium Sulfide Cathodes in Lithium−Sulfur Batteries, Nano Lett., 2023

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c01034

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c01034