二维硼烯由于其独特的性质引起了人们极大的兴趣，在催化剂、储能器件和高速晶体管等方面具有潜在的应用前景。在过去的几年里，硼烯因其密度低、金属导电性好、锂离子表面迁移率高、与多硫化物的界面结合能强等优点被认为是锂硫（Li−S）电池的理想电极材料。迄今为止，由于无法大规模合成具有足够高结构稳定性、导电性和均匀性的自支撑硼烯纳米结构，尚未实现在实验室制备基于硼烯的Li−S电池。

近日，中山大学刘飞教授，中科院大连化物所吴忠帅研究员，Bing Yang报道了开发了一种低温液体剥离（LTLE）策略，用于规模化生产自支撑少层硼烯单晶片，并作为Li−S电池高效的多硫化物电催化剂。

文章要点

1）这些自支撑少层2D硼烯片的平均片层尺寸为3 μm，平均超薄厚度不到10个原子层，是具有β₁₂相的高质量单晶。

2）实验结果显示，β₁₂-硼烯片作为先进的Li−S电池的高效固定剂和电催化剂表现出优异的性能，在8 C下表现出721 mAh g⁻¹的超高倍率性能（1 C=1675 mA g⁻¹），1000次连续循环测试中的超低衰减率小于0.039%。更令人印象深刻的是，CNT/硼烯电池在E/S为6.8 mAh L mg⁻¹的稀电解液中，在7.8 mAh cm⁻²时的面容量可达5.2 mAh cm⁻²，远远优于纯CNT基锂离子电池和商品化的锂离子电池的性能。

这项研究表明，自支撑少层硼烯单晶片在高性能Li−S电池中具有很大的应用潜力。

参考文献

Haojian Lin, et al, Scalable Production of Freestanding Few-Layer β₁₂-Borophene Single Crystalline Sheetsas Efficient Electrocatalysts for Lithium−Sulfur Batteries, ACS, Nano, 2021

DOI：10.1021/acsnano.1c04961

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04961