自古以來，電催化和電池之間就難舍難分。一方面，燃料電池、金屬空氣電池中的電化學反應，需要設計優(yōu)異的電催化劑；另一方面，鋰電池中的化學策略也被用來調(diào)控各種電催化性能。作為新一代高能電池，鋰硫電池的研究幾乎全部集中于提高導電性、減少硫流失、抑制穿梭效應以及鋰枝晶、體積膨脹等問題。然而，鋰硫電池中的電催化行為，則鮮為人知！
而現(xiàn)在，電催化也開始全面攜（ru）手（qin）鋰硫/鈉硫電池了。近期多項重要成果表明，電催化可以有效提高鋰硫/鈉硫電池性能。電催化和電池這對CP，更加親上加親了。
鋰硫電池中的電催化現(xiàn)象，早有報道，但是罕有研究。2018年8月12日，Arumugam Manthiram課題組報道，通過簡單的催化劑輔助工藝，在碳納米纖維上原位生長了碳化硼納米線（B4C@CNF）制得鋰硫電池正極材料。作為化學錨定中心的B4C納米線不僅增強了多硫化物吸附性，還通過催化作用增強了多硫化物轉(zhuǎn)化的氧化還原動力學，極大地提高倍率性能。
2018年9月25日，耶魯大學王海良團隊報道，在貧電解質(zhì)（低的電解質(zhì)/硫比率：E/S）條件下，MoP納米顆粒對鋰硫電池表現(xiàn)出顯著的電催化作用，加速硫的電化學轉(zhuǎn)化反應，提高反應的可逆性，使LPS動態(tài)溶解，并通過“死”硫形成來抑制活性物質(zhì)的損失，致使充放電過電位明顯降低，可逆容量更高，循環(huán)壽命更長。
在0.8 mA cm-2電流密度下，E/S降為6時，常規(guī)鋰硫電池平均充放電電壓滯后增加到0.43 V，而含有MoP納米顆粒的硫電極電壓滯后降低至0.18 V，其比容量為850 mAh g-1（硫負載=4.0 mg cm-2），當E/S=4時，面積比容量仍可達到5.0 mAh cm-2（比容量為826 mAh g-1)。
隨后，澳大利亞臥龍崗大學Yun-Xiao Wang和侴術雷團隊于2018年10月4日報道，負載原子級Co的空心碳納米球可作為高效的硫載體材料。原子級Co可以快速電催化Na2S4還原為最終產(chǎn)物Na2S，這種電催化反應可有效減緩循環(huán)過程中Na2S4的溶解，抑制鈉硫電池中的穿梭效應。
接著，清華大學張強和香港理工大學劉樹平團隊于2018年10月9日報道，黑磷量子點電催化可以有效抑制鋰硫電池穿梭效應。研究發(fā)現(xiàn)，BP量子點催化活性位點對LiPS的強吸附和快速轉(zhuǎn)化促進了Li2S的3D沉積，強大的力量讓它無法選擇生長方向。與常規(guī)2D沉積相比，這種3D結構使得LiPS在正極中的使用率更高，因此更有效地抑制LiPS向電解質(zhì)的擴散。
鋰硫電池中的電催化潛力，正在不斷被挖掘。
你，是否要開始行動了！
參考文獻：
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