王旭珍ACS Nano：基于双功能宿主的高性能锂硫全电池！

多硫化锂（LiPSs）在硫正极的穿梭和缓慢的化学反应以及金属负极中枝晶锂的形成，严重阻碍了锂硫电池的普及。

大连理工大学王旭珍等报告了一种亲硫和亲锂CoSe纳米粒子修饰的B,N共掺杂碳纳米管（BNCNTs）阵列（CoSe@BNCNTs/CC），它生长在碳布上，可同时作为硫和锂的宿主。

图1. 材料制备及表征

密度泛函理论（DFT）计算、模拟和电化学性能测试表明，CoSe@BNCNTs/CC可以同时发挥催化作用，加速LiPSs的转化，并实现平滑、均匀的锂沉积，以调节S和Li的电化学。此外，BNCNTs阵列的独特结构为硫提供了足够的存储空间，并使锂离子的分布和电极的电场均匀化。

图2. CoSe@BNCNTs/CC-Li负极的性能

因此，基于CoSe@BNCNTs/CC双功能宿主的Li-S全电池表现出长期的循环稳定性（在0.5C的800次循环中每循环的衰减率为0.066%）和高的倍率容量（在2C下为684 mAh g^-1）。即使在7.9 mg cm^-2的高硫负载下，Li-S全电池在0.2 C时也有9.76 mAh cm^-2的高面容量。总体而言，该研究提出了一个可行的策略，以解决实用Li-S全电池的S和Li电极的挑战。

图3. Li-S全电池性能

CoSe Nanoparticle Embedded B,N-Codoped Carbon Nanotube Array as a Dual-Functional Host for a High-Performance Li-S Full Battery. ACS Nano 2022. DOI: 10.1021/acsnano.2c07137

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