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鋰硫電池是最有前景的下一代儲能系統之一。硫/鋰多硫化物與硫化鋰之間的有效相互轉化是鋰硫電池性能的決定因素。

近日，揚州大學倪魯彬（通訊作者）等人在知名期刊Small上發表了題為“Embedding Cobalt Atom Clusters in CNT-Wired MoS₂ Tube-in-T ube Nanostructures with Enhanced Sulfur Immobilization and Catalyzation for Li–S Batteries”的研究性論文。

碳納米管/MoS₂-Co@S納米雜化材料的合成原理圖

作者成功地將鈷原子簇作為多硫化物調節劑嵌入到Li?S電池中，成功地合成了一種獨特的管狀碳納米管缺硫MoS₂納米結構。研究證實，將多壁碳納米管包裹在金屬鈷團簇的中空多孔缺硫MoS₂納米管中，不僅可以加速電子傳遞，通過物理/化學吸附限制多硫化鋰的溶解，而且可以催化多硫化物氧化還原反應動力學。

形貌表征

基于密度泛函(DFT)計算、原位光譜技術和各種電化學研究，首次深入研究了碳納米管/MoS₂-Co納米復合材料在鋰硫電池中的催化作用。碳納米管/MoS₂-Co復合正極材料表現出非常顯著的倍率性能(5.0 C下641 mAh g^?1)和優異的循環穩定性(5.0 C下容量衰減率為0.050 %)。

CNT/MoS₂-Co@S管狀結構的HRTEM圖像

Embedding Cobalt Atom Clusters in CNT-Wired MoS₂ Tube-in-Tube Nanostructures with Enhanced Sulfur Immobilization and Catalyzation for Li–S Batteries(Small, 2021, DOI:10.1002/smll.202102710)

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揚大倪魯彬Small：碳納米管MoS2包埋鈷原子團簇對鋰硫電池的固硫催化作用

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