【锂硫】江苏师范闫霄/龙洲洋ACS Nano：硼化铌/石墨烯钝化表面制备高性能锂硫电池

需要高效的催化剂来加速转化并抑制多硫化物（LiPS）的穿梭，以促进锂硫（Li−S）电池的进一步发展。金属间硼化铌（NbB₂）由于优异的催化活性而具有无限的潜力。尽管如此，缺乏对催化的理性理解给催化剂的设计带来了挑战。

近日，江苏师范大学Zhouyang Long，Xiao Yan合理设计了NbB₂/还原氧化石墨烯改性PP隔膜（NbB₂/rGO/PP）。

文章要点

1）至关重要的是，基于实验和多视角测量表征、从头分子动力学（AIMD）和密度泛函理论（DFT），深入了解 NbB₂ 对 LiPS 的催化机制。

2）研究发现，与 NbB₂ 中的 LiPS 相互作用的实际催化剂是具有氧化层 (O₂−NbB₂) 的钝化表面，该氧化层是通过 B−O−Li 和 Nb−O−Li 键发生的，而不是干净的 NbB₂ 表面。并且Li₂S的分解势垒大幅降低，在Nb−O和B−O表面上分别从3.390下降到0.93和0.85 eV，并且Li+扩散率快。

3）因此，以NbB₂/rGO/PP作为功能隔膜的电池在100次循环后在1C下实现了873 mAh g⁻¹的高放电容量。此外，即使在 7.06 mg cm⁻² 的高硫负载量下，NbB₂/rGO/PP 的优点也能有效保持，而不会显着减少，并且电解质/硫比为 8 μL mg⁻¹ s 的低水平。

这项研究增强了我们对Li−S系统催化机制的理解，并为开发抗中毒的电催化剂提供了一种有前途的方法。

参考文献

Yanjuan Li, et al, Niobium Boride/Graphene Directing HighPerformance Lithium−Sulfur Batteries Derived from Favorable Surface Passivation, ACS Nano, 2024

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c12076