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當前鋰硫電池催化劑普遍存在活性位點受限和催化動力學不足等缺陷。鑒于此，南京大學Shaochun Tang等開發了具有"內置界面電場"（BIEF）和"雙功能催化活性位點"（DCASs）的V-MXene@八面體多孔碳（MX@OPC）催化劑，可同步加速多硫化物氧化還原決速步并誘導無枝晶鋰沉積。

本文要點：

（1）通過功函數差異與電荷分布差異構建的異質界面形成BIEF，顯著提升界面電子轉移效率并降低鋰離子擴散勢壘（0.12 eV）。結合弛豫時間分布分析與密度泛函理論計算證實，DCASs憑借優化的Li₂S₄脫附能（ΔG=0.45 eV）高效催化Li₂S₄向Li₂S₂轉化。

（2）V-MXene的強親鋰特性促進鋰均勻成核與無枝晶生長，使MX@OPC基電池在2 C倍率下循環1200次容量衰減率低至0.017%/次，鋰對稱電池在16 mV過電位下穩定運行2500小時。該工作為定向催化BIEF構建以加速硫氧化還原決速步和實現無枝晶鋰沉積提供了新思路。

Qi Liang, Yunfei Bai, Kai Yao, Chengwei Ye, Xiaoya Zhou, Yu Chen, and Shaochun Tang

ACS Nano Article ASAP

DOI: 10.1021/acsnano.5c05595

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c05595