在锂硫电池（LSBs）中引入双功能中间层可有效抑制“穿梭效应”和提高缓慢的硫转化动力学。其对金属硫化物的能带结构的调节则可以有效提高其催化活性，对于抑制多硫化锂（LiPS）在LSBs中的穿梭效应起到了重要作用。

有鉴于此，陕西科技大学许并社教授，杜高辉教授，苏庆梅副教授报道了一种Co₉S₈@MoS₂核−壳层异质结构，并将其固定在碳纳米纤维(Co₉S₈@MoS₂/CNF)上，作为抑制LiPS穿梭效应的中间层。所制备的复合异质结构是一种有效的替代材料，具有化学吸附和电化学催化之间的协同关系。

文章要点

1）研究人员首先采用静电纺丝法制备了Co@Mo/PAN。将Co@Mo/PAN在260 °C的空气中收集并稳定2 h，然后在600 ℃的硫气氛中反应2 h，得到Co₉S₈@Mo/CNF。

2）研究发现，Co₉S₈核可以有效地调节MoS₂壳层的能带结构，Co₉S₈@MoS₂/CNF能有效地捕获LiPSs，使LiPSs转化为Li₂S₂，进而从Li₂S₂转化为Li₂S。重要的是，在高硫负载量分别为6和10 mg cm⁻²的情况下，电池循环50次后仍能保持1002和986 mA g⁻¹的高容量。

研究工作突出了原子级异质结构作为多功能中间层的设计，具有吸附和催化双功能协同作用。最终有效地缓解了LiPSs的穿梭效应，增强了LiPSs的电化学氧化还原反应，极大促进了LSB的实际应用前景。

Boyu Li, et al, Tuning the Band Structure of MoS₂ via Co₉S₈@MoS₂ Core−Shell Structure to Boost Catalytic Activity for Lithium−Sulfur Batteries, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c07332

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07332