锂-硫(Li-S)电池的产业化同时受到多硫化锂的穿梭效应和不可控的锂枝晶生长的严重阻碍。

近日，为了解决这两个问题，电子科技大学Yuanfu Chen，西藏大学Qi Wu通过一种简单的可扩展的方法，在聚丙烯隔膜上制备了一种新型的巯基和亲锂基的Mo₂N量子点修饰的N掺杂石墨烯纳米片（Mo₂N@NG）。

文章要点

1）Mo2N@NG具有很强的化学吸附能力，对LiPSs有很强的电催化作用，与锂离子(Li⁺)有很高的化学亲和力，可以有效地催化LiPSs的快速转化，并诱导Li⁺的均匀沉积。研究人员通过理论计算和原位拉曼协同解释了穿梭效应的抑制和枝晶生长的减缓。

2）实验结果显示，采用Mo₂N@NG/PP隔膜组装的Li–S电池表现出出色的倍率性能（4 C时，容量达到860.2 mA h g^–1）、良好的循环稳定性（2 C时800次循环后每次循环容量衰减0.039%）、Li–S软包电池3.89 mA h cm^–2的高面积容量（0.2 C时4.5 mg cm^–2和6 L mg^–1）以及保护锂负极的稳定性能（5mA cm^–2下，1500 h）。

这种在杂化框架中的量子点策略具有很大的潜力，可以推广到高性能锂-硫电池的其他过渡金属基催化剂。

参考文献

Fei Ma, et al, Mo2N Quantum Dots Decorated N-doped Graphene Nanosheets as Dual-Functional Interlayer for Dendrite-Free and Shuttle-Free Lithium-Sulfur Batteries, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202206113

https://doi.org/10.1002/adfm.202206113