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镍原子簇及氮共掺杂石墨烯策略，助力高性能锂硫电池｜( 二 )


镍原子簇及氮共掺杂石墨烯策略，助力高性能锂硫电池｜
本文插图
图3 S@Ni-N/G、S@N/G、S@Ni-N/C和S@GN电化学性能对比
为了深入验证Ni原子簇微观结构在多硫化物转化中的优势 ， 作者将Ni-N/G材料应用于更高面载量锂硫电池测试 ， 结果显示 ， Ni-N/G电极同样有着优异的放电质量比容量和循环稳定性 。 值得一提的是 ， 当硫的面载量为6.8 mg·cm-2时 ， 电池的首圈放电面容量为9.43 mAhcm-2 ， 意味着放电质量比容量高达1386.8 mAhg-1 ， 与文献报道的各类具有催化活性的材料（平均为1090 mAhg-1）相比电化学性能突出（图4） 。
镍原子簇及氮共掺杂石墨烯策略，助力高性能锂硫电池｜
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图4 高面载量下硫正极材料的电化学性能 ， 以及文献报道的各类具有催化活性的材料性能对比
未来展望
相比于单原子催化剂和纳米催化剂 ， 原子簇催化剂既具有高活性、高原子利用率 ， 又适用于多硫化物转化这类多步骤、多电子氧化还原反应 ， 但受限于有限的合成手段 ， 目前具有明确微观结构的原子簇材料鲜有报道 。 本文利用ZIF-8掺杂制备原子级分散的金属前驱体的策略为其他金属原子簇材料的制备提供了一种通用方法 ， 同时 ， 基于镍原子簇对多硫化物的差异性吸附 ， 表明原子簇催化剂对提高复杂反应选择性具有尤为重要的应用前景 。
作者简介
凌敏 ， 浙江大学研究员 ， 博士生导师 。 2015年毕业于格里菲斯大学；2017年09月至今于浙江大学化学工程与生物工程学院从事教学与科研工作 。 研究领域包括高分子粘结剂在电池中的研发 ， 高分子材料在锂硫电池中的研发 ， 高分子材料在锂金属电池中的研发 ， 固态电池、电解液、隔膜以及气体传感器 。
侯仰龙 ， 教育部长江学者特聘教授、北京大学教授、博士生导师、兼北京大学前沿交叉学科研究院教授 。 主要从事多功能磁性材料、新能源材料的控制合成及其在纳米生物医学与能源领域的应用探索研究 。 发展了单分散磁性纳米材料的通用制备方法 ， 提出了自下而上的纳米耦合磁体化学制备新策略、探索了磁性纳米颗粒在肿瘤等重大疾病的诊断与治疗的应用 。 主持、参加多项国家杰出青年基金、国家重大基础研究计划（973）课题 。
《Research》是中国科协与美国科学促进会于2018年共同创办的定位为国际化、高影响力、世界一流水平、综合性、大型OA科技期刊 ， 是美国《Science》自1880年创刊以来第一本合作期刊 。 主要发表生命科学、新材料、新能源、人工智能、微纳米科学、环境科学、机械科学、机器人与先进制造8个具有巨大发展潜力的热点交叉领域突破性研究成果 。 目前已建立了93人的国内外各占50%、具有国际影响力的编委会 ， 主编(中国)为西北工业大学常务副校长、中科院院士黄维 ， 主编(国际)为美国明尼苏达大学麦克凯特杰出教授崔天宏 。 已被CAS、CNKI、CSCD、DOAJ、EI、ESCI、INSPEC、PMC、Scopus数据库收录 。
欢迎相关领域的科学家们踊跃投稿 ， 关注和使用期刊的出版内容 。
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