Na-S电池具有高效抓取液相多硫化物的能力和快速还原动力学，有鉴于此，西南大学徐茂文、德克萨斯大学奥斯汀分校Graeme Henkelman等报道了设计一种空心、极性、催化活性双锥结构CoS₂，在Na-S电池中展现了非常高的性能。交织型表面结构的CoS₂具有较大内部空间，能够有效的进行多硫化物的储存、输运，同时抑制了体积膨胀现象。此外，通过原位/离线表征技术、DFT计算等方法，作者对CoS₂材料的极性和催化性能如何有效的缓解多硫化物穿梭效应，其高性能的电化学活性进行理解。

本文要点：

（1）

合成方法。将Co(OAc)₂、PVP溶解于室温乙醇中，随后90 ℃中反应1.5 h，随后生成的沉淀在500 ℃中在Ar/H₂混合气氛中煅烧3 h，得到Co/C材料，随后将Co/C在在空气气氛中550 ℃中煅烧2 h得到Co₃O₄/C材料。

Co₃O₄/C材料和Se粉在300 ℃中Ar气氛中煅烧3 h得到CoSe₂/C材料；Co₃O₄/C材料和硫代乙酰胺在90 ℃中加热12 min，随后在350 ℃中Ar气氛中煅烧2 h，得到CoS₂/C材料。

（2）

该极性双棱柱结构CoS₂材料在第二次放电过程中展现了755 mAh g^-1的高容量，在800次充放电循环过程后保持675 mAh g^-1的容量，在0.5 C倍率循环过程中容量衰减仅仅为0.0126 %。此外，当CoS₂的担载量达到9.1 mg cm^-2，在0.5 C倍率循环过程中达到545 mAh g^-1的高容量。

该结果展示了空心、极性、催化作用的硫电极材料，通过特定结构能够有效的捕捉多硫化钠，同时能够提高长链多硫化物还原为固体短链多硫化物的效率，因此在Na-S电池中展现了非常好的电化学性能。

参考文献

Muhammad Kashif Aslam, Ieuan D. Seymour, Naman Katyal, Sha Li, Tingting Yang, Shu-juan Bao, Graeme Henkelman* & Maowen Xu*

Metal chalcogenide hollow polar bipyramid prisms as efficient sulfur hosts for Na-S batteries, Nature Commun. 2020

DOI: 10.1038/s41467-020-19078-0

https://www.nature.com/articles/s41467-020-19078-0