近日，由中科院大連化學物理研究所（DICP）的劉健教授和吳忠帥教授領導的研究小組開發出了用Fe1－xS修飾的介孔碳球作為鋰電反應器的納米反應器。硫磺電池正極。該納米反應器展示出優異的多硫化物催化活性和循環穩定性。這項研究于四月十六日發表在《先進能源材料》上。

圖片來源：中科院大連化學物理研究所

鋰硫電池的理論能量密度高，為2600瓦時每千克，理論容量為1675毫安時每克。但是，在充放電過程中硫的轉化反應緩慢，導致硫的利用率低、溶解現象嚴重，進一步降低了鋰硫電池的容量和穩定性。

因此，設計合理的電催化系統可以實現多硫化物在高硫負荷下的穩定、高效的催化轉化，從而獲得高的循環穩定性。

在本研究中，研究人員設計了一種裝飾有高度分散的Fe1－xS電催化劑納米顆粒的介孔納米反應器，并將其應用于具有高催化活性和高硫負荷的鋰硫電池正極。

該納米反應器質量密度低，孔隙率高，具有高度分散的電催化劑，能顯著提高多硫化物的吸附和催化轉化能力。研究人員發現，在0．5C的電流密度下，經200次循環，納米反應器的容量從初始值1070毫安時每克幾乎沒有衰減。

劉教授說：“納米反應器設計策略為制造大容量、長周期可充電電池供應了一種新的方法。這也為設計更安全、高能量密度的鋰金屬電池開辟了新道路。”