锂−硫（Li−S）电池具有较高的理论比能量，但存在锂多硫化物（LiPS）穿梭和反应动力学迟缓的问题。用于Li−S电池中的催化剂被认为可以有效改善其迟滞动力学，同时缓解LiPS穿梭效应。
近日，美国得克萨斯大学奥斯汀分校Arumugam Manthiram报道了一种用于高效促进Li−S电池LiPS转化反应的经济实惠的六方密排（hcp）Fe−Ni合金电催化剂。此外，通过将电化学结果与催化剂失活后的透射电子显微镜、X射线光电子能谱、原位X射线衍射表征相结合，深入揭示了Fe−Ni电催化LiPS转化的机理。
文章要点
1）研究人员采用固相反应法制备了氮掺杂碳（NC）包覆的hcp相Fe−Ni纳米颗粒。采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）定量测定了Fe−Ni合金中Fe和Ni的含量，Fe/Ni原子比约为1：18.5。
2）实验结果显示，Fe−Ni合金具有优异的电催化性能，基于Fe−Ni电催化剂的Li−S电池在硫负载量高达6.4 mg cm−2和稀溶液条件下具有长寿命（超过800次）和高比容量（6.1mAh cm−2）。令人印象深刻的是，基于Fe−Ni/S正极制成的储能电池在低电解液/硫(E/S)比为4.5 μL mg−1的实际条件下具有稳定的循环性能。
这项工作为用于高性能Li−S电池设计高效、高性价比的电催化剂提供了指导。
参考文献
Jiarui He, et al, High-Energy-Density, Long-Life Lithium−Sulfur Batteries with Practically Necessary Parameters Enabled by Low-Cost Fe−Ni Nanoalloy Catalysts, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c00446
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00446
