扬大倪鲁彬Small：碳纳米管MoS2包埋钴原子团簇对锂硫电池的固硫催化作用

锂硫电池是最有前景的下一代储能系统之一。硫/锂多硫化物与硫化锂之间的有效相互转化是锂硫电池性能的决定因素。

近日，扬州大学倪鲁彬（通讯作者）等人在知名期刊Small上发表了题为“Embedding Cobalt Atom Clusters in CNT-Wired MoS₂ Tube-in-T ube Nanostructures with Enhanced Sulfur Immobilization and Catalyzation for Li–S Batteries”的研究性论文。

碳纳米管/MoS₂-Co@S纳米杂化材料的合成原理图

作者成功地将钴原子簇作为多硫化物调节剂嵌入到Li−S电池中，成功地合成了一种独特的管状碳纳米管缺硫MoS₂纳米结构。研究证实，将多壁碳纳米管包裹在金属钴团簇的中空多孔缺硫MoS₂纳米管中，不仅可以加速电子传递，通过物理/化学吸附限制多硫化锂的溶解，而且可以催化多硫化物氧化还原反应动力学。

形貌表征

基于密度泛函(DFT)计算、原位光谱技术和各种电化学研究，首次深入研究了碳纳米管/MoS₂-Co纳米复合材料在锂硫电池中的催化作用。碳纳米管/MoS₂-Co复合正极材料表现出非常显著的倍率性能(5.0 C下641 mAh g⁻¹)和优异的循环稳定性(5.0 C下容量衰减率为0.050 %)。

CNT/MoS₂-Co@S管状结构的HRTEM图像

Embedding Cobalt Atom Clusters in CNT-Wired MoS₂ Tube-in-Tube Nanostructures with Enhanced Sulfur Immobilization and Catalyzation for Li–S Batteries(Small, 2021, DOI:10.1002/smll.202102710)

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