多硫化物的溶解穿梭和硫正极电极动力学缓慢是锂硫电池当中普遍存在的两个问题。载体材料中杂原子的存在可以有效束缚多硫化物，抑制其在电解液中的溶解扩散，而金属原子可以有效催化硫物种的电化学转化反应。近日，美国哥伦比亚大学Xi Chen课题组开发出一种含单原子金属的硫正极载体材料，这种材料具备固定多硫化物以及催化多硫化物转化的功能。

本文要点

1)   以石墨化的氮杂碳材料（g-C₃N₄）为主体材料，通过与醋酸亚铁的混合加热制备含铁的硫载体（SAFe@g-C₃N₄），方法简便，材料廉价易得；

2)   复合载体材料中铁含量高达8.5 %_wt；

3)   SAFe@g-C₃N₄用作载体时，充放电曲线电压极化小于g-C₃N₄单独作为载体时的极化，且容量保持率和倍率性能也得到大幅提升。0.2 C倍率下循环200周容量高达1129 mAh/g，容量保持率为90 %；

4)   在低液硫比（3.8 g/g）以及高倍率（5 C）下，电池均表现出较高的比容量；

5)   文章使用X射线近边吸收谱、X射线光电子能谱和DFT计算能表征手段分析了SAFe@g-C₃N₄的作用_。

参考文献：

Chao Lu et al. Single-atom Catalytic Materials for Lean-electrolyte Ultrastable Lithium−Sulfur Batteries, Nano Lett. 2020

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c02167

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c02167