为了获得实际可行的锂硫电池，人们已经进行了大量研究。然而，在提高电池的能量密度和循环寿命方面，与臭名昭著的多硫化锂穿梭效应和缓慢的硫氧化还原动力学有关的问题仍然存在。

近日，西南科技大学宋英泽，Wei Zhang报道了提出了一种原子级调节工程策略来设计一种新型的V-N-C电催化剂，将孪生孤立的V原子和超小尺寸的氮化钒（VN）纳米颗粒巧妙地集成在一个碳质框架中以促进Li-S化学。

文章要点

1）首先将前驱体在150 ℃下湿化学反应96 h以合成NH₂-MIL-47(V)，然后进一步加热至800 °C热解NH₂-MIL-47(V)，接着用HCl水溶液洗涤得到V-N-C电催化剂。热解温度为800 °C平衡了目标产物的N含量和电子导电性。此外，使用HCl水溶液去除载体上形成的氧化物，从而证实V-N-C电催化剂的活性。

2）结合同步辐射X射线三维纳米CT（X-ray 3D Nano-CT）、Operando Raman和第一性原理计算的结果，研究发现，这种V-N-C电催化体系结合了高效单原子V-N-C配位（SA V-N-C）和富VN中心的优点，从而有效地促进了Li₂S在放电和充电过程中的形成和分解。

3）实验结果表明，高活性的V-N-C电催化剂具有优异的倍率性能和长期的循环稳定性，在2 C下，1000次循环时的衰减率为0.052%。此外，所设计的S/V-N-C正极即使在高硫负载量（8.1 mg cm^-2）和柔性软包电池结构的情况下仍具有良好的电化学性能，具有广泛的应用前景。

这项研究不仅为电催化Li-S化学提供了一种新的策略，而且在其他电催化领域也具有很大的应用潜力。

参考文献

Songlin Yu, Yingjie Sun, Lixian Song, Xuan Cao, Le Chen, Xingtao An, Xiaohong Liu, Wenlong Cai, Tao Yao, Yingze Song and Wei Zhang, Vanadium Atom Modulated Electrocatalyst for Accelerated Li−S Chemistry , Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106414

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106414