北理工陈人杰/赵腾AFM：首次设计二维Mo掺杂硼化钴双向硫催化剂!

无定形金属硼化物材料是先进锂硫电池有吸引力的催化剂，但其催化机制仍不清楚。

北京理工大学陈人杰、赵腾等首次设计了二维无定形Mo掺杂硼化钴(Co₇Mo₃B)作为快速化学还原的双向硫催化剂，并通过理论计算证实了其原子团簇结构。

图1. Co₇Mo₃B的表征

Co₇Mo₃B的多孔结构是由二维纳米片自组装而成，可以提供更多的活性位点并促进电子和离子的转移。更重要的是，Co、Mo和B原子的相互作用有助于提高电导率、增强与长链多硫化物(LiPSs)的亲和力以及促进可逆的Li₂S成核和离解，从而加速LiPSs的还原和Li₂S的氧化动力学。此外，间隙型Co₇Mo₃B可以使锂离子在充放电过程中从结构中嵌入和脱出，同时保持结构稳定。

图2. Co₇Mo₃B的催化作用

因此，采用Co₇Mo₃B催化剂的S正极具有出色的使用寿命（5 C下1000次循环）和优异的倍率性能（10 C）。即使在6.79 mg cm^-2的高硫面积负载和5 μL mg^-1的贫电解液/硫比条件下，Co₇Mo₃B/S复合正极仍然表现出良好的面容量和容量保持率。因此，Co₇Mo₃B是一种适用于先进Li-S电池的高效LiPSs电催化剂。

图3. Li-S电池的电化学性能

2D Amorphous Mo-Doped CoB for Bidirectional Sulfur Catalysis in Lithium Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202202766