乔世璋院士,JACS!
研之成理
2025-12-08 14:00
文章摘要
背景:钠-硫电池因成本低、能量密度高而具有储能应用前景,但其发展受限于多硫化物溶解引发的“穿梭效应”,导致活性物质损失和循环不稳定。研究目的:为解决上述瓶颈,本研究提出并验证了一种基于铜(111)晶面的选择性硫化学反应策略,旨在通过“晶面工程”调控反应路径,抑制穿梭效应,提升电池性能。结论:研究发现,Cu(111)晶面能选择性引导生成稳定的NaCu₅S₃中间相,实现全固-固转化路径,从而显著抑制穿梭效应,提升反应动力学和离子传输效率。基于该策略的电极在0.5 A g⁻¹下循环超过800圈仍保持602 mAh g⁻¹的高容量,并在5 A g⁻¹高倍率下输出463 mAh g⁻¹,展现出优异的循环稳定性和倍率性能。该策略在锂-硫、镁-硫等体系中也显示出应用潜力,为高性能金属-硫电池设计提供了新范式。
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