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恭喜课题组段娇姿和裴华宇论文被Rare metal(中科院一区)接收
发布时间:2023-11-02

目前,锂硫电池中高的电解质与硫比例(E/S)严重限制着其实际的能量密度。易浸润的催化宿主材料既可保障贫液条件下电解液的均匀分散,又可通过加速多硫化物向不溶硫化物的转化从而抑制“穿梭效应”,因此将其引入硫正极中是降低E/S的有效策略。与其他易浸润结构相比,三维有序大孔(3DOM)结构更易规模化制备且更适合现有工艺。然而,制备具有高渗透性及催化活性的3DOM仍有许多挑战。本工作以兼具有机-无机特性的碳点(CDs)为前驱体和抗聚剂,合成了高渗透性且均匀负载小尺寸镍纳米颗粒的3DOM宿主材料(Ni-CDs-3DOM),其中:1) 兼具有机-无机特性的CDs前驱体具有合适的粘度,使CDs衍生3DOM结构的渗透性穿透性高于常用有机聚合物制备的样品。2) CDs可有效抑制小尺寸Ni颗粒的团聚。3) 均匀分散的小尺寸Ni颗粒对硫反应具有高催化活性。结果表明,Ni-CDs-3DOM/S正极在高负载量(5.5mg cm-2)和低E/S (6.5 μL mg-1)条件下,依然可展示较高的硫利用率和稳定的循环性能。该工作表明,兼具有机-无机特性的材料非常适于构建高能量密度锂硫电池用宿主材料。