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王宇/楊偉/郭再萍Adv. Sci.：10秒快速制備核殼硫活性材料，助推鋰硫電池發展！

合理設計和規模化生產富含硫的核-殼活性材料，不僅對未來金屬-硫電池的實際成功至關重要，而且對深入了解硫基電化學的核殼設計也至關重要。然而，主要因為缺乏實現精確控制核殼結構的有效策略，這是一個巨大的挑戰。

圖1 納米風暴技術與微粘性引導納米氣相沉積（MAG-NVD）機制的概念

四川大學王宇、楊偉、阿德萊德大學郭再萍等通過利用自己開發的納米風暴技術的摩擦加熱和分散能力，令人驚訝地發現富含硫的活性材料可以在幾秒鐘內被按需包覆上外殼納米材料。

具體而言，作者提出了一種可擴展的、超高效的、微粘性引導的納米氣相沉積（MAG-NVD）納米風暴策略。MAG-NVD納米風暴技術充分利用了強剪切和混合效應的優勢。首先，它可以通過摩擦產生明顯的表面加熱，這甚至可以融化硫，為原始的富含S的活性材料（AM）創造一個粘合的表面。第二，它可以通過強大的分散力從外殼納米材料中產生”納米蒸汽”。第三，原始AM顆粒和”納米蒸汽”之間的碰撞也會在碰撞點產生熱量。由于上述作用，原始的富含硫的AM顆粒將變成粘性球，這有助于捕捉”納米蒸汽”，并通過納米蒸汽沉積實現超快速涂層。另外應該指出的是，這種MAG-NVD納米風暴技術可能不受硫基活性材料的限制。

圖2 殼的特性對核殼富含S的顆粒在200次循環后的形態演變的影響

此外，上述MAG-NVD策略有幾個顯著的優勢。首先，整個過程是完全無溶劑的，效率極高，而且容易擴大規模。例如，通過MAG-NVD策略，作者在短短10秒內就成功制備了≈300克核殼硫基顆粒，相當于生產速度≈30克/秒。其次，人們可以用適當的納米材料靈活地設計涂層，以實現定制功能。

最后，這項工作展示了采用優化的核殼活性材料大規模生產壓延兼容的正極，并實現了453 Wh kg^-1@0.65 Ah的Li-S軟包電池。總體而言，所提出的納米氣相沉積技術可能為眾所周知的物理和化學氣相沉積技術提供一個有吸引力的替代方案。

圖3 用優化的3PNC@SC核殼顆粒擴大壓延兼容的硫電極的規模

Mass Production of Customizable Core–Shell Active Materials in Seconds by Nano-Vapor Deposition for Advancing Lithium Sulfur Battery. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202207584

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