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Fe/Co/Ni 基離散納米粒子經(jīng)常被用于高性能Li-S電池的多硫化物化學吸附和催化轉(zhuǎn)化。

廈門大學李君濤、周堯等人通過控制醋酸鎳鈷微晶與各種有機陰離子之間的陰離子交換過程，定制了多孔單層或多層分級功能化碳納米殼，以作為多功能硫主體。

其中，殼中殼復(fù)合材料，即C-NiCoPi@C-Ni₂Co，具有外部Ni₂Co裝飾的碳納米殼和內(nèi)部Ni₃P錨定的碳納米殼，封裝在3D結(jié)構(gòu)的連續(xù)NiCo-磷酸鹽（NiCoPi）中層，顯示出作為硫宿主的集體優(yōu)點。

特別是，與離散的納米粒子相比，網(wǎng)絡(luò)狀 NiCoPi層在結(jié)構(gòu)上和內(nèi)在地有利于多硫化物的化學吸附和催化轉(zhuǎn)化，這也得到了密度泛函理論計算的支持，而金屬Ni₂Co納米粒子能夠?qū)崿F(xiàn)高局部電導率。

圖1 材料設(shè)計示意圖

因此，這種S@C-NiCoPi@C-Ni₂Co在0.1 C下顯示出1237 mAh g^–1的初始比容量，并在100次循環(huán)后保持1010 mAh g^–1；在0.5 C下，其首次循環(huán)的放電比容量高達1038 mAh g^-1，并在500次循環(huán)后保持高達86%的容量保持率。這項研究為定制高性能鋰硫電池的多功能硫主體提供了一種直接的策略。

圖2 電化學性能

Customizing Multifunctional Sulfur Host Materials Via a General Anion-Exchange Process with Metal–Organic Solid. Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104513

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李君濤/周堯AFM：通過金屬-有機固體的通用陰離子交換定制多功能硫主體

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