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由于硫含量豐富且比容量高，Li-S電池被認為是一種很有前景的儲能系統。硫正極中的多硫化物穿梭和緩慢的反應動力學顯著降低了Li-S電池的循環壽命。

澳大利亞臥龍崗大學王佳兆、林良旭等采用改進的方法在碳納米管(CNT)中產生缺陷，以錨定多硫化物并加速電化學反應。

富含缺陷的碳納米管(D-CNT)能夠顯著改善循環和倍率性能。實驗顯示，相應的Li-S電池在0.5 C的電流密度下，循環400次后實現了600 mAh g^-1的比容量，即使在較高的電流密度（5.0 C）下，也獲得了434 mAh g^-1的比容量。

另外，在高硫負載和貧電解液的條件下，電池也實現了高達1000次循環的循環穩定性。

圖1 Li-S電池性能

理論計算表明，這種改善主要歸因于富缺陷碳的電子結構，由于p帶中心的上移，其與多硫化物的結合能更高。

此外，旋轉圓盤電極測量表明，富含缺陷的碳可以加速多硫化物的轉化過程。預計這種新的設計策略可以成為具有良好導電性和高催化活性的Li-S電池類介體碳材料的起點。

圖2 硫化鋰-硫對稱電池性能

The Dual Functions of Defect-Rich Carbon Nanotubes as Both Conductive Matrix and Efficient Mediator for Li-S Batteries. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103535

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王佳兆/林良旭Small：富缺陷碳納米管作為鋰硫電池的導電基體和有效介體

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