EnSM：缺陷石墨烯涂层在CoS纳米片上诱导的裸露界面用于锂硫电池中的高氧化还原电催化

清洁能源的发展离不开高效的电化学储能技术，尤其是高能电池器件。受正极容量的限制，锂离子电池等传统电池技术已不能满足人们日益增长的高能量密度、低成本和长循环寿命的需求。锂硫（Li-S）电池具有较高的理论比容量和能量密度，已成为一种有前途的下一代储能技术。

近日，大连理工大学贺高红教授，李祥村副教授报道了一种3D催化-传导界面填充的三明治型主体结构。RG@CoS@C-C-RG@CoS@C架构实现了电子和Li⁺的快速扩散、对S/Li₂S_x的强吸附以及在双面RG@CoS表面的高效转化。

文章要点

1）通过详细的实验和理论表征，研究人员发现，尽管共形石墨烯涂层在很大程度上屏蔽了CoS纳米片的催化活性和吸附能力，但石墨烯涂层缺陷处暴露的CoS界面表现出极强的多硫化锂（LiPSs）锚定和高转换效率，同时高通量的Li⁺和电子从周围的石墨烯涂层和埋入的碳纳米纤维中转移出来。

2）暴露的界面通过将Li⁺释放到周围具有低Li⁺扩散势垒的石墨烯表面，并以高吸附能将剩余的Li-S键锚定在暴露的CoS界面上，从而有效地减少了Li₂S的分解。因此由催化的CoS纳米片、缺陷的RG涂层和交织的C纤维夹层组成的独特结构不仅可以使Li⁺扩散和电子转移耦合，而且可以有效地调节多硫化物反应，从而对LiPS转化和Li₂S分解产生协同催化作用。

3）实验结果表明，以RG@CoS@C膜为中间层的电池具有稳定的循环性能，在2.0 C循环420次后的可逆容量为629.2 mA h g⁻¹。

这项研究所提出的策略将有助于指导高性能Li-S电池新型复合材料的设计。

参考文献

Jiao Guo , Helong Jiang , Xiangcun Li , Zhong Chu , Wenji Zheng , Yan Dai , Xiaobin Jiang , Xuemei Wu , Gaohong He , Defective Graphene Coating-Induced Exposed Interfaces on CoS Nanosheets for High Redox Electrocatalysis in Lithium-Sulfur Batteries, Energy Storage Materials (2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.05.031

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.05.031