合理设计硫正极结构以抑制多硫化锂穿梭效应并加快其转化动力学，对于锂硫（Li–S）电池的实际应用至关重要。

近日，华南师范大学Xin Wang，加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授报道了一种具有3D有序大孔（3DOM）结构和碳纳米管（CNT s）嵌入的独特连续且具有氧缺陷的氧化铌（Nb₂O_5-x）骨架，可以用于高性能的硫固定剂和催化促进剂多硫化物转化。

文章要点

1）首先准备了均匀大小约为200 nm的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纳米球模板。随后，将PMMA模板浸入含有铌盐和CNTs的混合溶液中。煅烧后除去PMMA，同时将铌盐转变为Nb₂O_5-x。最后，通过常规的熔融扩散法制备了S-Nb₂O_5-x /CNTs复合材料作为正极材料。

2）3DOM架构提供了强大的多孔性和开放性骨架，有利于电解质渗透，以实现快速的离子/质量转移，以及界面暴露用于大量的主客体相互作用。更重要的是，CNT被设计为嵌入Nb₂O_5-x骨架中的“天线”，不仅有助于形成高导电性的骨架，而且通过增强的硫固定化和反应催化作用增强了氧缺陷。

3）基于S-Nb₂O_5-x/CNTs正极的Li–S电池具有出色的循环性能，经过500次循环可保持847 mAh g^-1的高容量，在5 C时具有741 mAh g^-1的超高倍率性能。此外，在6 mg cm^-2的高硫负荷下，也可以实现6.07 mAh cm^-2的高面积容量，因此在实际Li-S电池开发中具有巨大的应用潜力。

Jiayi Wang, et al, Engineering the Conductive Network of Metal Oxide-Based Sulfur Cathode toward Efficient and Longevous Lithium–Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002076

https://doi.org/10.1002/aenm.202002076