北航李彬EnSM：推动锂硫电池中多硫化物快速转化的纳米高熵合金

高熵合金（HEAs）作为一种特殊的异质结构，具有许多独特的优势，包括各组分的遗传优点和电子特性的协同调节，在催化复杂的氧化还原转化方面具有巨大潜力。

基于此，北京航空航天大学李彬等人揭示了合成的纳米HEA在锂硫电池 (Li-S) 中多硫化锂 (LiPS) 的多电子和多相转换中所起的独特作用。由于与LiPSs的强亲和力，纳米HEA使电极周围LiPSs的活性比对照样品（未添加纳米HEA）高17倍以上，显著降低了浓度极化。

此外，较低的塔菲尔斜率、更高的交换电流密度以及来自扫描电化学显微镜 (SECM) 的更大电流响应都证明了纳米HEA催化剂极大地抑制了活化极化。DFT计算进一步揭示了表面电荷平滑连续的重新分布，有利于LiPS的多电子反应。

图1. 纳米HEA的合成与表征

因此，采用纳米 HEA 改性隔膜组装的Li-S电池分别具有 83.3%（纽扣电池在 2 C下循环500 次）和 82%（软包电池在0.1 C下循环150次）的出色容量保持率。

这项工作揭示了高熵效应在催化LiPSs氧化还原反应方面的优势，并激发了 HEA在其他复杂多电子多相转化催化领域的探索。

图2. Li-S全电池的电化学性能（在25 °C下测试）

Nano high-entropy alloy with strong affinity driving fast polysulfide conversion towards stable lithium sulfur batteries, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.003

北航李彬EnSM：推动锂硫电池中多硫化物快速转化的纳米高熵合金

相关推荐