通过最小化空载和非极性体积空间设计及合成的正极材料可用于紧凑型Li-S电池，这种空间通常在松散的主体骨架中占据很高的比例，其中离散的催化剂纳米域与导电基质之间存在主要的点接触。
有鉴于此，中科院上海硅酸盐研究所，国科大李驰麟研究员，中国科学院宁波材料技术与工程研究所杨明辉研究员报道了一种充满连续二维催化-传导界面的夹心结构主体的构造。MoN-C-MoN三层的三明治结构作为LSB主体，同时具有催化和电子转移功能。该三层结构沿着厚度方向存在于单个纳米片晶粒中。两侧表面上的MoN层有望实现LiPS的强吸附，而C中间层用作电荷转移途径并为表面MoN层提供足够的电子供应。
文章要点
1）首先通过水热法合成了MoO3前体，XRD证实了其具有正交晶体结构的纯相。SEM图像显示，所制备的MoO3具有宽高比，宽度为100-300 nm，长度为数十微米。鉴于单个纳米带中没有明显的晶界或纳米域，MoO3纳米带的光滑表面表明其高结晶度。
2）MoO3和DA-HCl之间的螯合反应形成了Mo-PDA。PDA通过溶解螯合机制间接作用于MoO3碳带。合成后的Mo-PDA花状聚集体在NH3气氛下于800°C直接退火3小时，以产生由MoN-C纳米片单元组成的独特3D自组装结构。在退火过程中，Mo-PDA和NH3之间发生原位氨化反应，从而转化为MoN纳米晶体。HR-TEM清楚地观察到了氨化产物（MoN-C）中的相分离现象。
3）MoN-C-MoN三层结构可引起S/Li2Sx的强共形吸附以及它们在双面氮化物极性表面上的高效转化，而氮化物极性表面则由埋入的碳中间层提供高通量电子转移。2D夹层结构的3D自组装进一步加强了导电和催化网络的互连。
4）吸附/催化平面的最大暴露使MoN-C@S电极具有出色的循环稳定性（在1000 C循环中，每1 C循环时容量降解率低至0.033％）和高倍率性能（在4.0 C下为515 mAh/g） ），即使在高S负荷（75.7 wt％）和低主体表面积（97 m2/g）下也是如此。在将S含量提高到3.4 mg/cm2之后，这种三层质地的高电导率不会损害容量保持率（500次循环后为604 mAh/g）。催化功能和导电功能之间的这种工作协同模式保证了S/Li2Sx的均匀沉积，即使在高速率和长期循环之后，也可有效避免电极钝化。
这种螯合氨化方法为金属阳离子的分散以及在C和MoN核之间的相分离过程中其氮化物产物的衰减提供了一种简便的解决方案。MoN和C层压板之间的最终面接触提供了2D氮化物的新型制备方法。
Rongrong Li, et al, Sandwich-like catalyst-carbon-catalyst trilayer structure as compact 2D host for highly stable lithium-sulfur batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI：10.1002/anie.202004048
https://doi.org/10.1002/anie.202004048
