近日，由中科院大连化学物理研究所（DICP）的刘健教授和吴忠帅教授领导的研究小组开发出了用Fe 1－x S修饰的介孔碳球作为锂电反应器的纳米反应器。硫磺电池正极。该纳米反应器展示出优异的多硫化物催化活性和循环稳定性。这项研究于4月16日发表在《先进能源材料》上。

图片来源：中科院大连化学物理研究所

锂硫电池的理论能量密度高，为2600瓦时每千克，理论容量为1675毫安时每克。但是，在充放电过程中硫的转化反应缓慢，导致硫的利用率低、溶解现象严重，进一步降低了锂硫电池的容量和稳定性。

因此，设计合理的电催化系统可以实现多硫化物在高硫负荷下的稳定、高效的催化转化，从而获得高的循环稳定性。

在本研究中，研究人员设计了一种装饰有高度分散的Fe1－xS电催化剂纳米颗粒的介孔纳米反应器，并将其应用于具有高催化活性和高硫负荷的锂硫电池正极。

该纳米反应器质量密度低，孔隙率高，具有高度分散的电催化剂，能显著提高多硫化物的吸附和催化转化能力。研究人员发现，在0．5 C 的电流密度下，经200次循环，纳米反应器的容量从初始值1070毫安时每克几乎没有衰减。

刘教授说：“纳米反应器设计策略为制造大容量、长周期可充电电池提供了一种新的方案。这也为设计更安全、高能量密度的锂金属电池开辟了新道路。”