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陳人杰/趙騰Small Methods: 用于高速率柔性鋰硫電池的多孔陰離子摻雜硒化鈷

新興的硫催化主體是打破鋰硫電池（LSBs）實(shí)際應(yīng)用極限的有效方法。CoSe由于其金屬性質(zhì)（優(yōu)異的導(dǎo)電性）和高催化活性而在LSBs中受到更多關(guān)注，然而關(guān)于CoSe陰離子摻雜的文獻(xiàn)很少。

實(shí)際上，通過缺陷（天然或人工）或非金屬陰離子摻雜來調(diào)整晶體的電子結(jié)構(gòu)是提高材料固有電導(dǎo)率的有效方法。

在此，北京理工大學(xué)陳人杰教授、趙騰等人合成了具有大孔結(jié)構(gòu)的繡球花狀Co_0.85Se電催化劑，并用亞硫酸氫鈉進(jìn)一步熱處理以摻雜硫。與Co_0.85Se相比，Co_0.85SeS具有更高的導(dǎo)電性并保持了多孔結(jié)構(gòu)。

實(shí)驗(yàn)證明了Co_0.85SeS對(duì)LiPS的良好催化轉(zhuǎn)化能力，此外理論計(jì)算表明，S摻雜的Co_0.85Se對(duì)短鏈LiPSs具有更強(qiáng)的吸附能，可以加速Li₂S/Li₂S₂在其表面成核。

圖1. Co_0.85SeS的合成及表征

這些特點(diǎn)賦予了 Co_0.85SeS/S正極具有低電化學(xué)極化和高放電容量。此外，通過在柔性碳布（Co_0.85SeS@CC）上原位合成Co_0.85SeS設(shè)計(jì)了高S負(fù)載正極， Co0.85SeS@CC的多孔開放框架促進(jìn)了電解液的滲透并適應(yīng)了充電/放電過程中硫的體積變化。

因此，在高硫負(fù)載下具有Co_0.85SeS@CC-5%Co_0.85SeS的柔性軟包Li-S電池顯示出高面積容量、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)高倍率柔性Li-S電池提供了一種可行的方法。

圖2. 基于Co_0.85SeS@CC-5%Co_0.85SeS/S的軟包鋰硫電池的電化學(xué)性能

Anion-Doped Cobalt Selenide with Porous Architecture for High-Rate and Flexible Lithium-Sulfur Batteries, Small Methods 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100649

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