锂硫电池由于能量密度高而引起了广泛的关注。然而，硫正极中间产物（即多硫化物）固有的缓慢反应动力学和溶解性严重限制了其实际应用。
有鉴于此，复旦大学王永刚教授，武汉理工大学Kangning Zhao报道了通过将金属-有机骨架/氧化石墨复合物直接碳化来制备具有碳涂层的石墨烯负载的镍纳米颗粒，然后将其分散在商用玻璃纤维膜上以形成具有电催化活性的隔膜。
文章要点
1）原位分析和电化学研究以及密度泛函理论计算相结合表明，这种改进的隔膜可以有效抑制穿梭效应并调节截留的多硫化物的催化转化。
2）研究发现，Ni-C位点可以与多硫化物发生化学反应，并通过Ni-S键稳定S3•-自由基，从而实现与S62-的快速动态平衡，而Ni纳米颗粒则可以降低Li2S的氧化势垒并加速离子/电子的传输。
3）实验结果表明，即使在8 mg cm-2的高硫质量负载和6.25 µL mg-1的稀薄电解质的情况下，相应的锂硫电池也显示出高循环稳定性（100个循环后，具有88％的容量保持率）。出乎意料的是，得益于改进的动力学特性，该电池可以在−50°C的条件下正常工作，而传统的Li–S电池很少能做到这一点。
Zhuo Yu, et al, Boosting Polysulfide Redox Kinetics by Graphene-Supported Ni Nanoparticles with Carbon Coating, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000907
https://doi.org/10.1002/aenm.202000907
