锂-硫（Li-S）电池由于其高理论能量密度而成为下一代储能系统最有希望的候选者之一。然而，多硫化锂（LiPSs）的穿梭效应和缓慢的转化动力学限制了Li-S电池的实际应用。

近日，哈工大张乃庆教授报道了在碳纳米管（CNT）上合成了掺硼的MoS₂纳米片（CNT@MoS₂-B），以提高Li−S电池的性能。

文章要点

1）研究发现，原生MoS₂的催化性能较差是由于基面轨道取向的不合适，阻碍了轨道与硫物种的重合所致。而CNT@MoS2-B中的B是sp3杂化，它有一个垂直于基面的空位σ轨道，这可以最大限度地增加与S的正面轨道重叠。此外，B的加入显著提高了MoS₂基面反应活性，有利于Li₂S的形成和溶解动力学。

2）由于这些优点，基于S/CNT@MoS2-B正极的Li-S电池具有良好的电化学性能，包括高倍率性能（5 C时，容量达到711 mAh g⁻¹）和优异的循环性能（1300次循环时容量衰减率为0.020%）。

这项工作为开发有效的催化剂加速LiPSs转化提供了新的思路。

参考文献

Da Tian, et al, Basal-Plane-Activated Molybdenum Sulfide Nanosheets with Suitable Orbital Orientation as Efficient Electrocatalysts for Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c06067

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06067