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鋰硫（Li-S）電池具有超高的理論能量密度，因此備受關注。然而，由于多硫化物穿梭效應的加劇和反應動力學的遲緩，其在寬溫度范圍內的應用仍然受到阻礙。

圖1 材料制備及作用示意

復旦大學王永剛、安徽工業大學徐杰等通過直接碳化金屬有機框架/碳納米管（MOF/CNT）復合材料，設計了一種由錨定在碳納米管上的鎳納米顆粒（Ni@C/CNT）組成的納米復合電催化劑，然后，將這種電催化劑涂覆在商用隔膜上，作為Li-S電池的多硫化物捕集器和動力學加速器。

在這一設計中，Ni@C/CNT電催化劑的特點是超細鎳納米顆粒分布均勻，這些顆粒來自具有有序金屬位點的MOF前體，有利于多硫化物在低溫下的轉化和多硫化物在高溫下的化學吸附。

圖2 對多硫化物的吸附和催化

因此，基于Ni@C/CNT改性隔膜的Li-S電池可在-50℃至70℃的寬溫度范圍內穩定循環。在室溫下，它們還能在高硫負載（9.0 mg cm^?2）條件下表現出優異的性能，并在靜置48小時后表現出2.59%的超低自放電容量衰減。這些充滿希望的結果可為具有寬工作溫度能力的Li-S電池的先進設計提供指導。

圖3 Li-S電池的寬溫性能

Operating Lithium–Sulfur Batteries in an Ultrawide Temperature Range from ?50 °C to 70 °C. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202304433

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王永剛/徐杰AFM：在-50℃至70℃超寬溫范圍內運行的鋰硫電池

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