Zn单原子硫正极

高载量下5.2 mAh cm⁻²

将Zn单原子催化剂嵌入富吡咯N缺陷的多层碳片中，同时锚定多硫化物并加速其转化，使锂硫电池即使在高硫载量下仍能稳定循环。

卢翠英 · 王晓婷 · He, Songjie · Liu, Siyu · Pei, Chen · 杨娟

Journal of Materials Chemistry A 2024

参数信息

放电比容量

1288 mAh g⁻¹

放电比容量

683 mAh g⁻¹

每圈容量衰减率

0.026 %

可逆面容量

5.2 mAh cm⁻²

技术优势

催化转化多硫化物

Zn单原子与吡咯N缺陷协同加速硫物种的氧化还原动力学，从而抑制穿梭效应。

高硫载量下仍稳定

硫载量6.3 mg cm⁻²时仍能实现5.2 mAh cm⁻²的可逆面容量，满足高能量密度需求。

前驱体成本低

采用煤焦油沥青和氯化锌等廉价原料，通过一步热解制备，便于规模化。

应用场景

• 锂硫电池正极：直接用作高载量硫正极，同时抑制穿梭并提升循环稳定性。
• 高比能储能器件：高面容量和低成本使器件能量密度更高、成本更低。
• 电催化转化：Zn单原子加速硫物种的氧化还原转化，降低反应过电位。
• 单原子催化：利用原子级分散的Zn位点最大化催化效率并减少金属用量。