多硫化物的穿梭效应和锂（Li）金属负极的界面不稳定性，严重阻碍了锂−硫（Li-S）电池的实际应用。

近日，北京理工大学陈人杰教授，华东理工大学Liang Zhan，Yanli Wang，柏林亥姆霍兹材料和能源中心Chao Yang报道了一种基于石墨烯的超薄二维介孔SnO₂/SnSe₂杂化材料（记为G-mSnO₂/SnSe₂）被构建为Li−S化学中的多硫化物固定剂和锂调节剂。

文章要点

1）所设计的G-mSnO₂/SnSe₂杂化材料具有高电导率、强化学亲和力（SnO₂）和动态插层−转化位点（Li_xSnSe₂），抑制了穿梭行为，提供了快速的锂插层传输动力学，加速了LiPS转化，并降低了Li₂S的分解能垒，这一点得到了XAS光谱、原位拉曼光谱、原位X射线衍射和密度泛函理论（DFT）计算的证实。此外，具有亲锂特性的介孔G-mSnO₂/SnSe₂能够均匀地沉积Li离子，并抑制Li枝晶的生长。

2）基于G-mSnO₂/SnSe₂隔膜的Li−S电池具有良好的电化学性能，包括高硫利用率（0.2 C下1544 mAh g⁻¹）、高倍率容量（8 C下794 mAh g⁻¹）和长循环寿命（2000圈循环中5 C下每次循环仅0.0144%的极低衰减率）。令人鼓舞的是，1.6 g S/Ah级别的软包电池在E/S使用率为3.0 μL mg⁻¹的情况下实现了高达359 Wh kg⁻¹的高能量密度。

参考文献

Weiqi Yao, et al, Dynamic Intercalation−Conversion Site Supported Ultrathin 2D Mesoporous SnO₂/SnSe₂ Hybrid as Bifunctional Polysulfide Immobilizer and Lithium Regulator for Lithium−Sulfur Chemistry, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c02810

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c02810