锂硫电池具有高的理论容量，是下一代极具竞争力的二次电池。然而，高的多硫化锂转化能垒以及缓慢反应的动力学等问题限制了其发展。

近日，王天奕副教授等人提出了构筑离域电子型异质结催化剂（DIHC）结构的概念。通过调控该离域电子的态密度，改善异质结催化剂的活性位点数，降低了多硫化锂转化的反应能垒，进而提升了催化多硫化锂转化的效率。该成果以“Delocalized Isoelectronic Heterostructured FeCoO_xS_y Catalysts with Tunable Electron Density for Accelerated Sulfur Redox Kinetics in Li-S batteries”为标题发表在高水平期刊Angew. Chem. Int. Ed.上，论文第一作者为硕士研究生陈鹏。

该工作借助多种电化学实验以及XRD、Raman、UV-Vis等原位射线/光谱分析，深入剖析DIHC催化特性与机理之间的构效关系。并且还采用多硫化锂转化和硫化锂的成核/溶核实验，再一次证明了离域型等电子体异质结的类似“火山图”状的催化能力变化。实验结果表明，基于FeCoO_xS_y/NC功能修饰层的锂硫电池获得了较强的电化学性能，尤其在高负载与贫电解液的条件下，电池的初始面容量可达6.67 mAh cm^-2。随后，在电池长循环过程中，设计了搁置410h后继续充放电以验证DIHC的吸附/催化能力。长循环结果表明，该电池仍旧可以保持优异的性能且自放电衰减率仅为0.015%（搁置过程中），在100圈长循环后还能够保持837 Wh kg^-1的阴极能量密度。本工作有望进一步拓宽异质结催化剂在锂硫电池中的运用前景。

论文信息：

Peng Chen, Tianyi Wang*, Di He, Ting Shi, Manfang Chen, Kan Fang, Hongzhen Lin, Jian Wang*, Chengyin Wang, Huan Pang*, Delocalized Isoelectronic Heterostructured FeCoO_xS_y Catalysts with Tunable Electron Density for Accelerated Sulfur Redox Kinetics in Li-S batteries, Angewandte Chemie International Edition, 2023, e202311693 (DOI: 10.1002/anie.202311693)

文章链接：

www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202311693