碳基质中的杂原子通常被认为是提高钾存储能力的活性位点，但它们对离子电池的不利影响尚不清楚。

有鉴于此，中国科学技术大学钱逸泰院士和Ning Lin等人，通过控制前驱体的比例，在封闭高压釜中精确合成了一系列S含量和结晶度可调的硫掺杂碳(SCDPx)。

本文要点

1）以二甲基亚砜(DMSO)和3,4,9,10-苝四酸二酐(PTCDA)为前驱体制备SCDP_x。通过合理调整DMSO/PTCDA的比例，不仅可以控制炭化样品的石墨化程度，而且可以使S元素均匀掺杂。

2）电化学测量表明，杂原子硫具有双刃电化学活性，具有较高的初始钾存储容量，但对碳阳极循环稳定性较差。碳中的大量S不仅会形成C-S-C键，而且是可逆地吸附/吸附的活性位点，可以使钾离子解吸以实现高容量，但还可以显着催化包括KPF6和碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯（EC/DEC）在内的电解质的还原和分解，从而形成较厚的固体电解质界面（SEI）并降解电解质，从而导致容量迅速衰减。

3）具有适当硫掺杂含量的优化样品表现出最佳的电化学性能，展示出高容量（电流密度在100 mA g^-1时容量为688.4 mA h g^-1）、长期循环稳定性（可循环长达10000圈）和优异的倍率性能(在电流密度为5000 mA g^-1时还能有238.8 mA h g^-1的容量)。

参考文献：

Yong Qian et al. Revealing the Double‐Edged Behaviors of Heteroatom Sulfur in Carbonaceous Materials for Balancing K‐Storage Capacity and Stability. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202006875

https://doi.org/10.1002/adfm.202006875