电池领域的女版Goodenough，Linda F. Nazar教授，最新AEM！

图文导读

图1：Cu-SNC的制备过程、XRD谱图、扫描电镜（SEM）图像、透射电镜（TEM）图像、高分辨率透射电镜（HRTEM）图像、N 1s和C 1s XPS光谱、以及HAADF-STEM和对应的EDS元素分布。

图2：循环伏安法（CV）研究初始Li₂S激活过程，Tafel曲线、初始恒流充电曲线、DFT计算优化的Li₂S吸附几何结构和吸附能量、Li₂S转化路径和能量势垒。

图3：CV扫描、Tafel曲线、初始放电曲线和第10次充放电曲线。

图4：XRD和XPS研究CuS-NC/Li₂S正极在充放电过程中的结构变化。

图5：直流极化测量和DFT计算。

图6：CuS-NC/Li₂S和NC/Li₂S正极的长期循环性能和库仑效率，以及在不同电流密度和质量负载下的倍率性能。

图7：CuS-NC/Li₂S正极的电化学性能与其他文献中的固态Li₂S电池进行比较。

总结展望

本研究中，通过将内嵌CuS纳米晶（CuSNC）的氮掺杂碳作为Li₂S的宿主，成功开发了新型全固态锂硫电池正极材料。CuSNC/Li₂S正极在1.0 mA cm^-2的电流密度下，经过500个循环后，容量衰减率低至每循环0.05%，显示出优异的循环稳定性。

此外，在高Li₂S负载条件下，CuSNC/Li₂S正极能够提供高达9.6 mAh cm^-2的放电容量，尽管循环次数有限，但容量保持率仍达到92%。DFT计算结果表明，CuS与Li₂S之间存在更强的吸附作用，且Li₂S在CuS表面的分解能垒和Li⁺的迁移能垒都显著降低，这有助于促进硫的转化化学过程，类似于电催化效应。这项工作不仅提供了提高全固态锂硫电池性能的有效策略，而且为设计新型正极材料提供了新的见解。未来的研究将集中在开发具有更高离子和电子导电性的混合导电宿主材料，以保持所报告的催化特性，并增加正极复合物中Li₂S的比例。

文献信息

标题：A Nanocrystallite CuS/Nitrogen-Doped Carbon Host Improves Redox Kinetics in All-Solid-State Li2S Batteries

期刊：Advanced Energy Materials

DOI：10.1002/aenm.202400845