Adv. Sci.：室温钠硫电池1000次循环中每循环衰减0.036%！

近年来，室温钠硫（RT-Na-S）电池引起了人们的极大兴趣。然而，它们的实际应用受到几个内在问题的阻碍，例如缓慢的动力学、穿梭效应和多硫化钠(NaPSs)的不完全转化。

汉诺威莱布尼茨大学Lin Zhang等报道了一种基于嵌入氮掺杂石墨烯中的钨纳米颗粒的硫主体材料（W@N-G）。

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图1. W@ N-G纳米片的形态和结构表征

实验结果显示，W@N-G主体和NaPSs之间存在强烈的相互作用，第一性原理计算进一步证实了这一点，W纳米颗粒的掺入将结合能（在主体和NaPSs之间）提高了近200%到300%。

此外，W纳米颗粒的加入显著加速了多硫化物的转化（特别是Na₂S₄还原为Na₂S，这占全部容量的75%），从而实现了NaPSs的完全可逆反应。另外，值得强调的是，正极中W@N-G的重量比仅为9.1%，比最近报道的Na-S电池低3到6倍。

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图2. W@N-G对NaPSs的电化学吸附/催化机理

因此，所构建的电池表现出高比容量（高达1160 mAh g^-1）、出色的倍率性能（5 C时为461 mAh g^-1）和出色的循环性能（1000次循环中每循环衰减0.036%）。

此外，W纳米颗粒的加入还可以在严苛条件下（例如，1 C和5 mg cm^-1硫负载）大大提高电池性能，所构造的电池可以说是同类电池中性能最好的。这项工作强调了W基硫主体在吸附和催化NaPSs方面的空前作用，并且更笼统地说，指出了设计具有过渡金属纳米颗粒的实用室温Na-S电池的可行途径。

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图3. RT-Na-S电池的电化学性能

Tungsten Nanoparticles Accelerate Polysulfides Conversion: A Viable Route toward Stable Room-Temperature Sodium–Sulfur Batteries. Advanced Science 2022. DOI: 10.1002/advs.202105544

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