开发具有高电导率、快速动力学以及能有效抑制多硫化锂（LiPSs）穿梭效应的Li−S电池硫电极仍然极具挑战性。
近日，电子科技大学陈远富教授，得克萨斯大学奥斯汀分校Jiarui He，四川大学王泽高教授报道了通过对合成工艺的优化，制备了三维石墨烯修饰的1T‘-MoTe2量子点（MTQ@3DG），并在Li−S电池中取得了优异的性能。
文章要点
1）研究人员首先采用冷冻干燥法制备了Mo−3D石墨烯气凝胶。然后以Mo−3D石墨烯气凝胶为原料，通过简单的退火工艺制备了MTQ@3DG。
2）研究人员根据实验和理论结果，得出以下结论：i）1T‘MoTe2的高电导率促进了S和LiPSs的快速电化学反应；ii）MTQ@3DG在复合催化剂中的协同电子偶联有利于S8分子和其他中间体的吸附，有利于反应的启动，显示出潜在的S固化能力；iii）1T‘-MoTe2的低能垒决定了Li2S在MTQ@3DG催化剂上比单独在石墨烯上更有利于成核，从而保证了优异的性能。
3）实验结果显示，MTQ@3DG/S在0.2 C下提供了1310.1 mAh g−1的高可逆比容量，在1 C下600次循环的容量衰减率为0.026%。以MTQ@3DG/S为正极的电池在0.1 C 下，110次循环后的容量保持率为70.9%，容量衰减率为0.26%，具有很大的实际应用潜力。
4）研究人员基于原位拉曼分析和电化学研究，对其基本电化学机理进行了初步探讨。
这项工作有望进一步促进开发用于高能Li−S电池的高效TMD催化剂。
参考文献
Bo Yu, et al, Outstanding Catalytic Effects of 1T′-MoTe2 Quantum Dots@3D Graphene in Shuttle-Free Li−S Batteries, ACS Nano, 2021
DOI: 10.1021/acsnano.1c03011
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03011
