​上硅所李驰麟EnSM：基于异质结互锁催化传导策略的高性能锂硫电池

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​上硅所李驰麟EnSM：基于异质结互锁催化传导策略的高性能锂硫电池
高性能Li-S电池的发展受到了多硫化物（LiPS）穿梭效应和缓慢转换动力学的阻碍。构建具有合理吸附-催化-传导配置的耐用催化剂体系来缓解这些问题仍然是一个挑战。
​上硅所李驰麟EnSM：基于异质结互锁催化传导策略的高性能锂硫电池
图1. 材料制备
中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟等提出了一种新型的异质结互锁催化-传导策略，以制备用于LiPS调节的单片多孔管支架。
具体而言，这项工作通过使用C3N4作为蚀刻剂，能够将单片致密CoMoO4前体转化为具有单片形貌复制的高多孔Co/Mo2C异质结构主体。宿主孔隙的产生是由于在热C3N4还原环境下容易从CoMoO4中提取O，并可能形成和释放C2N2和C3N2气体。由此产生的C-N键断裂和三元前驱体的相分离同时促进了碳化效应，并形成了高分散性的Co/Mo2C异质结构纳米颗粒。
特别是，Co/Mo2C异质结构的Co侧催化CNT的生长，这导致交联导电网络保持主体的整体形态并避免异质结构颗粒的粗化。异质结构的Mo2C侧主要负责LiPS的吸附/催化功能。
​上硅所李驰麟EnSM：基于异质结互锁催化传导策略的高性能锂硫电池
图2. 催化转化作用研究
与以往的导电催化网络构建方法不同，通常的特点是在预先形成的传导基底上铺设较小的催化剂域，该工作的策略通过尺寸相当的导电CNT支架实现了具有分散锚定的高密度吸附/催化结构域。
该方法避免了过量的碳残留物和松散的催化剂聚集。内置CNTs支架保证了单片Co/Mo2C宿主的完整性和鲁棒性。鉴于Mo2C对可溶性LiPS的更强吸附作用，该主体被用作隔膜修饰材料，以赋予LSB高电化学性能。这项工作还提供了一种新的自上而下的方法，通过C3N4蒸气调制从简单的致密前体制备介孔结构。
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图3. Li-S电池性能
Heterojunction interlocked catalysis-conduction network in monolithic porous-pipe scaffold for endurable Li-S batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.03.004

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