大工张凤祥CEJ：嵌入3D海绵碳片上的P掺杂Co9S8纳米颗粒作为锂硫电池的电化学催化剂

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大工张凤祥CEJ：嵌入3D海绵碳片上的P掺杂Co9S8纳米颗粒作为锂硫电池的电化学催化剂
由于其金属性质和丰富的催化位点，Co9S8可以催化锂硫电池(LSBs)中的多硫化物转化。然而，其催化活性和化学吸附能力不足以抑制多硫化锂（LiPS）在高硫负载下的穿梭效应。
大连理工大学张凤祥等人合成了磷(P)掺杂的Co9S8纳米颗粒并将其嵌入3D海绵状碳(SC)片中作为 LSB的电化学催化剂。
大工张凤祥CEJ：嵌入3D海绵碳片上的P掺杂Co9S8纳米颗粒作为锂硫电池的电化学催化剂
密度泛函理论(DFT)计算和实验结果表明，适度的P掺杂可以调节Co9S8的电子结构，同时改善其与LiPS的相互作用并促进LiPS的转化。
当P掺杂的Co9S8纳米颗粒原位形成并均匀分布在3D海绵状碳片基质上时，所得的P-Co9S8 @SC可以确保其吸附和催化位点的良好暴露。
因此，基于优化的P-Co9S8 @SC改性聚丙烯隔膜的LSB表现出优异的循环稳定性（1 C下900次循环中每次循环容量衰减0.05%）和高面积容量（4.38 mAh cm-2 at 5.6 mg cm-2硫负载）。该工作表明，适度的杂原子掺杂是开发有效多硫化物催化的有前途的策略。
大工张凤祥CEJ：嵌入3D海绵碳片上的P掺杂Co9S8纳米颗粒作为锂硫电池的电化学催化剂
图1 对多硫化物的吸附测试
大工张凤祥CEJ：嵌入3D海绵碳片上的P掺杂Co9S8纳米颗粒作为锂硫电池的电化学催化剂
图2 电化学性能
P-doped Co9S8 nanoparticles embedded on 3D spongy carbon-sheets as electrochemical catalyst for lithium-sulfur batteries. Chemical Engineering Journal 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.131798

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