锂硫电池

可充电锂硫电池因其优越的能量密度和成本效益的原材料被认为是最有前途的二次电池之一。然而，它仍然面临着许多挑战，其中最重要的是臭名昭著的多硫化物穿梭效应。本文，大连理工大学贺高红教授、张凤祥教授等研究人员研究设计并制造了石墨烯支撑的金属有机框架 (MOF) 衍生的 NiSe 2纳米粒子 (rGO-NiSe 2 ) 作为隔膜改性剂。

在这项工作中，我们成功开发了一种阶梯式多孔结构膜 C-MG@Fe3C/Fe3N，作为先进 Li-S电池的硫承载材料。该转相合成方法简单，易于大规模制备，具有商业化可行性。这项工作为制备用于锂硫电池的碳基质膜提供了一种新策略，并为其他能源领域提供了启示。

总之，通过一种简便的无浆料方法合成了新型的三维 N-MXene/石墨烯硫主体。综上所述，这些无粘合剂、独立式 MXene 基正极的简单制造在高性能 Li-S 电池中具有巨大的应用潜力。

这项工作为多功能隔膜提供了一种新的设计策略，并为高性能无梭和无枝晶锂硫电池的性能增强机制提供了新的见解。

受益于该复合材料，相应的 Li-S 电池表现出良好的循环稳定性（500 次循环后容量衰减率为0.051%/循环）、高初始比容量（0.2Ag-1时为1423.7mA hg-1）和优异的循环性能在高硫负荷（5.03mg cm-2）。实验和密度泛函理论（DFT）计算结果表明，La2O3纳米粒子是一种理想的隔膜改性材料，可以通过 S-La 和 Li-O 化学键有效地调节与多硫化物的吸收和转化相互作用。

本文主要综述了近年来三维石墨烯、表面化学修饰的石墨烯、石墨烯基复合材料以及石墨烯基柔性材料在锂硫电池正极中的研究现状，并展望了石墨烯作为硫载体在锂硫电池正极中的发展趋势。

1）可以负载/固定活性物质硫；2）可以催化/促进多硫化物中间体Li2Sn的可逆转化动力学；3）部分捕获/固定可溶于电解液的Li2Sn并抑制其在正负极之间的迁移；4）在Li-S电池正极或其涂层中充当第二集流体。总之，3D介孔碳基体Co/NrGO的合成策略及其在电池构型中的合理排列，对开发高性能的Li-S电池具有同等重要的作用。

早在 2020 年，广东工业大学林展教授团队设计了一种超高氮含量的石墨烯片复合材料作为硫正极载体，可以有效转化吸收多硫化锂，可以在电解液不添加 LiNO3 的情况下实现硫正极也优异的循环稳定性。

为了提高锂硫 (Li-S) 电池的性能，本文，长春理工大学等Haili Zhao、Wanqiang Liu等研究人员在《RSC Adv》期刊发表论文，研究基于设计一种能够吸附多硫化物并改善反应动力学的材料的想法，制备了一种Co,N-共掺杂石墨烯复合材料 (Co-N- G) 。