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廈大徐俊Angew: 好看中用！Mo2C/C分層雙殼空心球作為硫主體用于先進的鋰硫電池

鋰硫 (Li-S) 電池因其1675 mAh g^-1的高理論容量以及元素硫的天然豐度和無毒性而被認為是最有前途的下一代儲能系統之一。而其硫正極面臨的主要挑戰之一是同時實現高硫負載量、快速鋰離子轉移和對鋰多硫化物（LiPSs）穿梭效應的抑制。

在此，廈門大學徐俊教授等人開發了碳化鉬裝飾的N摻雜碳分級雙殼空心球 (Mo₂C/C HDS-HSs) 作為硫主體以期解決上述問題。HDS-HSs的介孔厚內殼和中心空隙實現了高硫負載，促進了離子/電解質的滲透，并加速了電荷轉移。

微孔薄外殼抑制了LiPSs穿梭并減少了電荷/質量擴散距離，雙殼空心結構適應鋰化過程中的體積膨脹。

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圖1. Mo2C/C/S HDS-HSs的空心結構及表征

此外，Mo₂C/C組合物使HDS-HSs正極具有更高的導電性，增強了對LiPSs的親和力并且加速了LiPSs轉化動力學。結構和組成優勢使 Mo₂C/C/S HDS-HSs電極在組成的Li-S電池中具有高比容量、優異的倍率性能和超長循環穩定性。

這項研究關于硫主體的特殊分層空心結構的設計和合成指導了高性能鋰硫電池的發展，并可擴展到其他儲能系統。

圖2. 基于Mo₂C/C/S HDS-HSs電極的鋰硫電池的電化學性能

Mo₂C/C Hierarchical Double-Shelled Hollow Spheres as Sulfur Host for Advanced Li-S Batteries, Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202108343

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