陈忠伟AFM：花状石墨烯微组装上的细分散Ni2Co纳米合金作为双重基底助力锂-硫电化学

锂-硫（Li-S）电池为高能量、低成本的储能提供了一种很有前途的解决方案。然而，其转换型氧化还原机理决定了电池化学在可逆性和动力学性能方面存在严重不足。

近日，滑铁卢大学陈忠伟教授开发了一种Ni₂Co纳米合金修饰的花状石墨烯微组装（Ni₂Co@rGO），作为Li-S电池的高性能基质。

文章要点

1）结合计算、物理化学和电化学研究，研究人员揭示了Ni₂Co纳米合金的强抗多硫化物穿梭的吸附能力和优异的硫转化催化活性。同时，复杂的架构使得电子/离子传输和高度暴露的有源界面变得更加容易。

2）Ni₂Co@rGO的上述优点共同促进了快速持久的硫电化学，在500次循环中，容量降低率最小，仅为每循环0.034%，倍率性能高达5 C。此外，Ni₂Co@rGO作为负极基质的解决了锂的氧化还原行为，这得益于其增强的亲锂能力和降低的局部电流密度。

3）基于S-Ni₂Co@rGO正极和Li-Ni₂Co@rGO负极的全电池在高硫负荷(4.0 mg cm⁻²)和有限电解液(E/S=6.0 mL g⁻¹)下实现了4.53 mAh cm⁻²的高面容量。

这项工作提供了一个精心设计的双重基底工程，以同时提高高性能Li-S电池的转换可逆性和动力学。

参考文献

Gaoran Li, et al, Finely-Dispersed Ni₂Co Nanoalloys on Flower-Like Graphene Microassembly Empowering a Bi-Service Matrix for Superior Lithium–Sulfur Electrochemistry, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202202853

https://doi.org/10.1002/adfm.202202853