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盡管鋰-硫（Li-S）電池的理論能量密度高，但是其發展仍受到轉換動力學緩慢、多硫化物的穿梭效應等實際挑戰的阻礙。基于此，瑞典查爾姆斯理工大學Shizhao Xiong、國防科技大學Chunman Zheng和Weiwei Sun（共同通訊作者）等人報道了一種由低成本的氮摻雜連續多孔碳（CPC）負載亞-10 nm FeS₂納米團簇（CPC@FeS₂）的高效電催化劑，以加速高能量密度Li-S硫電池中Li₂S₂轉化為Li₂S的反應動力學。

研究結果表明，CPC@FeS₂主體的協同工程為硫的高負載量和硫物種轉化過程中的巨大體積變化提供了較大的內部空間。此外，主體為多硫化物的吸附和Li₂S₂等固體中間產物的轉化提供了豐富的催化活性位點。

因此，Li₂S₂轉化為Li₂S的固-固轉化緩慢動力學得到顯著提升，有助于抑制穿梭效應和提高活性質量的利用率。基于主體的硫正極（S/CPC@FeS₂）具有高比容量、高倍率性能和長期循環穩定性，在900次循環中每循環容量衰減率為0.043%。

此外，在8.5 mAh cm^-2的高面積容量、8.4 mg cm^-2的高硫負載和3.5 μL mg^-1極低的E/S比條件下，采用這種正極的Li-S袋式電池顯示出具有競爭性能量密度為338 Wh kg^-1。同時，在優化硫負載量和E/S比后，可以將Li-S袋式電池的能量密度提升至創紀錄的372 Wh kg^-1。該研究結果揭示了具有高效電催化劑和導電網絡的先進碳主體的設計，用于高性能硫正極以及實用的Li-S電池。

Monodispersed FeS₂?Electrocatalyst Anchored to Nitrogen-Doped Carbon Host for Lithium-Sulfur Batteries.?Adv. Funct. Mater.,?2022, DOI: 10.1002/adfm.202205471.

https://doi.org/10.1002/adfm.202205471.

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