金属-N配位在锂硫电池中的新功能——抑制催化剂的钝化

锂硫电池因其高理论能量密度被视为下一代储能系统的重要候选。然而，正极中的穿梭效应导致容量快速衰减，限制了其应用。本文通过研究金属-N配位催化剂在锂硫电池中的作用，发现这种配位结构能够有效抑制催化剂的钝化，从而提高电池性能。研究以镍为例，通过理论计算和实验验证，发现Ni-N4结构相较于单纯的Ni催化剂，能够显著提高抗钝化能力和多硫化锂的转化动力学。实验结果显示，采用Ni-N4的电池在3C倍率下表现出604.11 mAh g-1的高倍率性能，并在2C下经过1000次循环后仍能保持0.046%的低容量衰减率。此外，研究还表明金属-N配位防止硫钝化的策略不仅适用于Ni-N4，还适用于其他过渡金属和不同的配位数。这一发现为锂硫电池的性能提升提供了新的研究方向。