Angew:石墨烯与钨原子复合协同增强锂硫电池动力学

锂硫电池（LSB）的理论能量密度高达2567 Wh kg^-1，具有低成本，环境友好和资源丰富的优势。然而LSB的实际应用仍然受到一些严峻挑战，特别是在正极方面。例如，在放电/充电过程中电子/离子电导率低的产物（S和Li₂S/Li₂S₂）会导致LiPSs中间体的转化缓慢以及S的利用不足。此外，高阶多硫化锂（LiPSs）的溶解和迁移会导致穿梭效应不可避免地会降低硫的利用率，并导致不可逆的容量衰减和低的库仑效率（CE）。可以通过引入活性吸附和催化中心来固定LiPS，并促进LiPS和Li₂S之间的动力学转换，但是目前对其结构－性能之间的关系的认识还不够，基于此，山东大学熊胜林教授等人通过自模板和分子筛方法，提出了一种新颖的将钨单原子催化剂固定在氮掺杂石墨烯（W / NG）上的策略，具有优异的性能。

文章要点

1）该材料具有独特的W-O2N2-C配位构型和8.6 wt％的高钨负载，钨原子的特殊局部配位环境使W/NG具有较高的LiPSs吸附能力和催化活性。

2）配备W/NG改性隔膜的LSB显著改善了电化学性能，具有超过1000次循环的高循环稳定性和超高倍率性能。

3）即使在6.40 mAh cm^-2的高面容量和8.3 mg cm^-2的高硫载量下仍然具有优异的循环寿命。

参考文献

Peng Wang, et al. Atomic Tungsten on Graphene with Unique Coordination Enabling Kinetically Boosted Lithium−sulfur Batteries. Angew. Chem. 2021

DOI: 10.1002/ange.202104053

https://doi.org/10.1002/ange.202104053