车仁超等EnSM：锌团簇与缺陷碳原子间的相互作用促进锂硫电池的宽温应用

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车仁超等EnSM：锌团簇与缺陷碳原子间的相互作用促进锂硫电池的宽温应用
抑制中间多硫化物的溶解和加速转化动力学是锂硫（Li-S）电池在宽温度范围内实际使用的核心。
复旦大学车仁超、Fang Fang等人创新性地提出了一种原子工程策略，以在双层N掺杂碳基体内构建由化学锚定锌原子簇组成的硫主体(ZnAC-CM@CL)，以解决上述问题。
车仁超等EnSM：锌团簇与缺陷碳原子间的相互作用促进锂硫电池的宽温应用
所制备的ZnAC-CM@CL@S在0.2 C和电解液/硫比（E/S比）为5.5 μL mg-1时可提供高达1451 mAh g-1的容量，并5 C下循环1200次后保持749 mAh g-1（每次循环的衰减率为 0.021%）。值得注意的是，可逆容量在-25℃、0.2 C下保持 627 mAh g-1。
通过电子全息（EH）和几何相分析（GPA）的进一步结合分析，发现其优异的性能主要来源于极性N掺杂多层碳基体与原子应变引起的内部周期性电荷场的协同效应，这大大提高了中间多硫化物的固定化和转化能力。
更重要的是，这种相互作用还使强耦合正极实现了8.71 mAh cm-2的高面积比容量，即使面积硫负载达到7.34 mg cm-2。这种原子级工程策略可能会揭示有关硫主体高性能设计的新见解。
车仁超等EnSM：锌团簇与缺陷碳原子间的相互作用促进锂硫电池的宽温应用
图1 制备及表征
车仁超等EnSM：锌团簇与缺陷碳原子间的相互作用促进锂硫电池的宽温应用
图2 电化学性能
Probing the Atomic Interaction between Zinc Clusters and Defective Carbon in Promoting the Wide Temperature Applications of Lithium-Sulfur Battery. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.06.040

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