山东大学化学与化工学院无机化学徐立强

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众所周知，可溶性多硫化锂（LiPSs）在电极之间的穿梭效应易导致锂硫电池容量衰减快、库仑效率低、循环寿命短等问题。研究人员通常致力于设计具有多孔且具有高导电性的正极载硫材料，用于捕获LiPSs以缓解穿梭效应。一般而言，多孔结构的碳基材料具有高比表面积、可调的孔隙结构和形貌多样性的优势，因此对LiPSs具有较强的吸附能力。在众多碳材料中，工业废料衍生的多孔炭因其资源丰富、价格低廉而在商业化应用潜力方面具备了突出的优势。石油焦（PC）是石油减压残渣，是一种工业副产物。它含碳量高，易石墨化。此外，PC中丰富的氮硫元素在热解的过程中可共同掺杂到碳骨架中，优化碳基体的电子结构，为LiPSs的结合提供更多的活性位点。这些独特的优异性质使PC成为制备“绿色”多孔炭基硫载体的理想前驱体。然而，由于多孔炭的本征催化活性较低，且多孔炭的非极性特性，使其对LiPSs的吸附性能和催化活性较弱，仍不能很好地抑制“穿梭效应”。

      山东大学徐立强教授课题组通过先原位生长，随后磷化的方式构筑石油焦多孔炭/镍钴磷化物（PCPC/NiCoP）复合载硫体系（如图1所示），该体系的特点如下：（1）高比表面积和N、S共掺杂的多孔炭基底为LiPSs的结合提供了丰富的活性位点，进一步提高了硫的利用率;（2）PCPC的高导电性有利于界面电荷的转移，进一步加速了LiPSs的电化学转化反应;（3）PCPC具有稳定的理化性质、优异的力学性能和丰富的孔结构，可以缓冲锂硫电池在电化学反应中的体积变化;（4）由于NiCoP具有较高的催化活性和极性，负载NiCoP不仅加速了硫的氧化还原反应动力学，而且提高了与LiPSs的亲和度。