硫代二钼酸盐[Mo2S12]2−作为用于多硫化物氧化还原和锂嵌入的双功能分子催化剂实现宽温度范围Li-S电池

锂−硫（Li-S）电池发展面临的一个严重挑战是长链多硫化物的溶解和扩散，导致电池容量迅速衰减和较低的库仑效率。

近日，扬州大学Lubin Ni，中兴派能Guowang Diao提出了一种对称的双核钼配合物[Mo₂S₁₂]²⁻，其中含有6个S₂²⁻配体作为硫的主体材料，这是受硫化钼电催化剂的启发，可以显著改善Li−S电池的性能，提高E_g和E_v。

文章要点

1）[Mo₂S₁₂]²⁻簇合物作为“双向催化剂”能够有效地催化多硫化物还原和硫化锂氧化。此外，研究人员通过各种光谱技术和现场电化学表征并结合理论计算阐明了催化剂的作用机理。

2）实验结果显示，(NH₄)₂Mo₂S₁₂/S正极具有较高的初始放电容量（0.1C下容量达到1500 mAh g⁻¹），良好的电化学性能（3.0 C下容量达到798 mAh g⁻¹），以及良好的循环稳定性（3.0 C下600次循环后，容量衰减0.065%）。此外，(NH₄)₂Mo₂S₁₂/S正极在较宽的温度范围内仍表现出优异的电化学性能（1.0 C下，在−20°C时为273.2 mAh g⁻¹，在60 °C下为1218.9 mAh g⁻¹）。进一步，具有(NH₄)₂Mo₂S₁₂/S正极（S负载量：144 mg）的软包电池也表现出优异的比容量（795 mAh g⁻¹，0.1 C）。

参考文献

Zhiyuan Ma, et al, Wide-Temperature-Range Li−S Batteries Enabled by Thiodimolybdate [Mo₂S₁₂]²⁻ as a Dual-Function Molecular Catalyst for Polysulfide Redox and Lithium Intercalation, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c05029

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05029