尽管Li-S电池具有高达2600Wh/kg的超高理论比容量，但是重放电过程中可溶性多硫化物中间体迟缓的氧化还原动力学严重制约了其电化学潜力的发挥。设计高效电催化剂来加速多硫化物转化对于Li-S电池的发展至关重要。近日，山东大学Liqiang Xu等设计了一种核壳结构的MoSe₂@C纳米棒电催化剂能够显著改善多硫化物转化动力学。

文章要点

1）研究人员通过简单的水热反应和后续的硒化反应制备了MoSe₂@C纳米棒。在Li-S电池中，多硫化物中间体会通过较强的Li-Se键吸附在MoSe₂的表面因而使得多硫化物内部S-S键作用被减弱，进而使得S-S键断裂的反应活化能降低。

2）研究人员借助密度泛函理论计算揭示了MoSe₂能够降低多硫化物逐步转化过程中的吉布斯自由能垒。

3）当硫正极中S含量高达73%时，负载了MoSe₂电催化剂的电极能够在0.2C的电流密度下实现高达1144mAh/g的初始容量，在1C的电流密度下能够稳定循环超过300周。此外，当硫载量高达3.7mg/cm²时，Li-S电池仍然能够在0.2C和0.5C的电流密度下实现优异的面容量而且在1C的大倍率下也能够完成良好的倍率响应。

参考文献

Chuanchuan Li et al, Manipulating Electrocatalytic Polysulfide Redox Kinetics by 1D Core–Shell Like Composite for Lithium–Sulfur Batteries, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103915

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202103915