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鋰硫（Li-S）電池為下一代儲能系統帶來了巨大的希望。然而，它們的商業應用受到許多缺點的嚴重阻礙，如硫的導電性差、硫物種的氧化還原反應動力學緩慢、可溶性多硫化物鋰（LiPSs）的“穿梭效應”和不可控的樹枝狀鋰生長。

福州大學詹紅兵、蔡道平等通過致密異質界面工程實現了LiPSs的化學吸附和催化轉化的協同效應。

圖1 材料制備

具體而言，作者通過在指定溫度下對MoO₃納米帶進行簡單的三聚氰胺輔助熱處理，成功地合成了具有致密異質界面的1D Mo₂N-MoC/NC納米帶。

實驗分析和理論計算都證實了Mo₂N-MoC/NC納米帶具有高電導率、強LiPSs親和性和優異的催化活性。這些吸引人的特征使Mo₂N-MoC/NC納米帶成為一種理想的隔膜修飾材料，以用于將可溶性LiPSs有效捕獲并轉化為固體Li₂S₂/Li₂S。同時，Mo₂N-MoC/NC改性隔膜可以使負極實現均勻的鋰沉積/剝離。

圖2 對多硫化物的吸附和催化

正如預期的那樣，使用Mo₂N-MoC/NC改性隔膜組裝的Li-S電池顯示出大大改善的電化學性能，包括高放電容量（0.1C時為1507.8 mAh g^?1）、優異的倍率性能（5C時為751.7 mAh g^?1）和長期循環穩定性（1C下循環700次后為623.6 mAh g^?1）。

更重要的是，電池在5.2 mg cm^?2的高硫負載下還顯示出良好的循環穩定性，并保持了734.5 mAh g^?1的競爭容量（相當于83.2%的容量保持率）。這項工作不僅為先進隔膜改性劑的合理設計和合成提供了線索，而且突出了異質界面設計在Li-S電化學中的重要性。

圖3 Li-S電池性能

Customizing Component Regulated Dense Heterointerfaces for Crafting Robust Lithium-Sulfur Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211505

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詹紅兵/蔡道平AFM：異質界面工程助力鋰硫電池700次穩定循環！

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