与锂离子电池（420 Wh kg^-1）相比，锂硫电池（LSBs）由于其潜在的低成本和高理论能量密度（2600 Wh kg^-1）而成为最有前途的储能技术之一。尽管近年来LSBs已经取得了巨大的研究进展，但是要在商业上实现其全部潜力，还需要克服许多挑战。首先，硫和硫化锂的导电性差导致电子传输缓慢，这需要向正极添加具有高导电性的骨架。此外，在锂化过程中严重的体积膨胀导致硫正极的粉化和部分活性材料从导电骨架上脱离，因此需要一种可控制膨胀和活性材料的策略。此外，还需要抑制多硫化锂（LiPS）的穿梭效应。

有鉴于此，西班牙加泰罗尼亚能源研究所Andreu Cabot教授，西班牙巴塞罗那大学Chaoqi Zhang，浙江海洋大学周英棠教授报道了一种基于过渡金属硒化物（TMSe）作为吸附剂和催化剂的正极材料和一种中空纳米反应器结构：ZnSe/N掺杂空心碳（ZnSe/NHC）。

文章要点

1）实验和密度泛函理论结果表明，这种LSBs正极复合材料具有三个关键的优点：i）由于ZnSe的亲硫位、NHC的亲锂位和笼型结构的限制效应的结合，可以高效地捕获LiPS；ii）氧化还原动力学的改善与促进Li⁺扩散的多个吸附位有关； iii）易调节体积膨胀，防止由于中空设计造成的正极损坏。

2）结果表明，基于S@ZnSe/NHC的LSB正极具有较高的初始容量、优异的倍率性能和良好的稳定性。

这项工作不仅展示了TMSe作为LSBs正极材料的巨大潜力，同时纳米反应器的设计是一种非常适合于提高循环稳定性的结构。

Dawei Yang, et al, ZnSe/N-Doped Carbon Nanoreactor with Multiple Adsorption Sites for Stable Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c06112

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c06112