《Journal of Energy Storage》发表研究生高世福关于二维钴基双金属扩展酞菁单层中锂硫电池正极催化材料的研究成果

2025-11-01

锂硫电池(LiSBs)凭借其超高理论能量密度(2600 Wh/kg)、成本效益及环保特性,已成为新一代储能解决方案的热门选择。基于锂硫电池的实际应用和开发,设计一种能够有效吸附锂多硫化物(LiPSs)并加速硫氧化还原反应(SRR)的硫阴极载体至关重要。既能提升多硫化物中间体的转化动力学,又能抑制LiPSs的穿梭效应,这为提升锂硫电池性能提供了极具前景的解决方案。

在本研究中,提出了一系列二维双原子催化剂(BACs),即基于钴双金属扩展酞菁单层(CoM-EPc,M=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)作为LiSBs的载体材料。第一性原理计算表明,在所有二维BACs中,CoTi-EPc、CoV-EPc、CoCr-EPc和CoZn-EPc对可溶性LiPSs的结合强度适中,有效抑制了“穿梭效应”。此外,我们提出了基于Allred-Rochow电负性描述符φ发现了结合与Allred-Rochow电负性之间存在近似的线性关系为合理催化剂设计提供了理论基础。本工作系统地确定了高性能BAC候选物,并提出了提升LiSBs性能的新策略。

该工作发表在SCI期刊《Journal of Energy Storage》上,影响因子9.8,通讯作者为李峰副教授和张昌文教授。此项工作获得国家自然科学基金(52173283),以及山东省自然科学基金(ZR2021MA060)的资助。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X25038113

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