中科大余彦/合工大刘家琴AM：高效Mo2C电催化剂，室温钠硫电池800次稳定循环！

成果简介

室温钠硫（RT Na-S）电池作为有前景的下一代储能候选者，由于其高能量密度和丰富的地球元素储量而受到越来越多的关注。然而，RT Na-S电池的固有缺点（即巨大的体积变化、多硫化物穿梭以及S的绝缘性和低反应性）阻碍了它们的进一步应用。

中科大余彦教授和合肥工业大学刘家琴等人设计并合成了嵌有高度分散Mo₂C纳米颗粒的分级多孔中空碳多面体，以作为高性能RT Na-S电池的S宿主。通过简单调整ZIF（沸石咪唑骨架）前驱体的结构和碳化处理，获得了具有丰富微孔和中孔（HPC）的中空碳多面体。HPC可以增强S复合材料的电子导电性，避免循环过程中体积变化引起的电极粉化。同时，高导电性分散的Mo₂C对多硫化物有很强的化学吸附作用，并可催化多硫化物的转化，从而有效抑制多硫化物的溶解，并加速其反应动力学。

图文速览

中科大余彦/合工大刘家琴AM：高效Mo2C电催化剂，室温钠硫电池800次稳定循环！

图2-1 材料的合成示意图

图2-2 电池性能测试

作者设计并合成了锚定有高度分散Mo₂C的分级多孔中空碳，以作为高性能RT Na-S电池的S宿主。高度分散的Mo₂C作为导电极性介质对多硫化物具有很强的化学吸附作用，并可进一步催化NaPSs向Na₂S的转化过程。

此外，分级多孔中空碳在物理限制S方面发挥着重要作用。受益于这些协同效应，所制备的S@HPC/Mo₂C正极表现出高可逆容量（0.2 A g^-1下循环120次循环为1098 mAh g^-1）、长循环寿命（5 A g^-1下经过800次循环后为 503 mAh g^-1）优异的倍率性能（10.0 A g^-1时为483 mAh g^-1）。这项工作中的设计策略综合了高离子扩散能力、强吸附和高效催化等优点，为解决S正极的棘手问题和开发高能电池提供了指导。

A High-Efficiency Mo₂C Electrocatalyst Promoting the Polysulfide Redox Kinetics for Na-S Batteries. AM 2022 https://doi.org/10.1002/adma.202200479

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