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多硫化物的嚴重穿梭效應和遲緩的氧化還原動力學是阻礙鋰硫（Li-S）電池實際應用的主要問題。

圖1 材料制備及表征

武漢理工大學許絮、麥立強、孫叢立等將雙金屬單原子對植入碳納米球中作為多功能硫宿主，以解決穿梭效應并促進硫的雙向氧化還原動力學。研究顯示，空心碳球作為納米籠容納硫，以緩解體積膨脹，阻斷多硫化物的穿梭。雙重Fe-Co位點則表現出出色的協同效應，因為它們的鍵誘發了原子對之間的電荷再分配，促進了多硫化物和Li₂S/Li₂S₂的轉化和解離。

圖2 對多硫化物的吸附與催化轉化

得益于上述優勢，具有雙金屬單原子對的硫正極在0.5C的條件下循環100次后表現出96.4%的超高容量保持率。更重要的是，它在2C下的2800次循環中每循環僅衰減0.01%，表現出良好的循環性能，并且它還具有優異的倍率性能（電流密度為10C時為618 mAh g-1）。

令人印象深刻的是，組裝好的小軟包電池在0.2 C下提供了1385 mAh g^-1的高放電容量，經過100次循環后保持869 mAh g^-1。這些結果證明了雙單原子催化劑在鋰硫電池中有利的雙向氧化還原動力學的潛力。

圖3 鋰硫電池性能

Boosting Bi-Directional Redox of Sulfur with Dual Metal Single Atom Pairs in Carbon Spheres Toward High-Rate and Long-Cycling Lithium–Sulfur Battery. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202301505

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麥立強/許絮/孫叢立AEM：促進硫的雙向氧化還原，實現2800次循環鋰硫電池！

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