王得丽教授课题组在锂硫电池协同催化方面取得新进展

近日，国际著名期刊《先进能源材料》（Advanced energy materials）杂志刊发了化学化工学院王得丽教授团队的综述论文《锂硫电池的协同催化工程》（Engineering the cooperative catalysis in Li–S batteries,DOI: 10.1002/aenm.202300611）。我校为论文的唯一通讯单位，王得丽教授为唯一通讯作者。


锂硫电池有着极高的理论能量密度，近年来一直受到研究者的青睐，然而受迟滞的反应动力学影响，锂硫电池的实用性进展一直未能取得重大突破。研究发现上述问题的根本原因在于单一掺杂的碳材料或单个催化剂的活性十分有限很难在复杂环境中同步实现对多种多硫化物的吸附转化，为此通过共掺杂工程，掺杂碳与纳米催化剂相结合策略和耦合不同功能催化剂方法来协同提升固液界面催化位点对多硫化物的吸附转化能力是加速锂硫电池内部动力学的非常有效策略，例如我们课题组制备了O, P 共掺杂的大比表面积多孔碳纳米片（Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702381）；结合静电纺丝和CVD技术，构筑了N和Co共掺杂的三维多孔道网络结构自支撑复合薄膜（Energy Environ. Sci., 2018, 11, 2372）以及利用超交联聚合法合成制备了含“亲锂”，“亲硫”双位点的分级大比表面积多孔碳锂硫电池正极材料等（Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2101780）等策略收到国内外同行的关注，促进了协同催化在锂硫电池中的发展。

本次在《先进能源材料》发表的综述以上述策略为基础，详述总结了杂原子共掺杂，杂原子掺杂碳与催化剂，不同催化剂的结合所产生的不同协同催化效应在锂硫电池的发展和作用机理，并展望了未来锂硫电池的研究方向，为更高效固液协同界面的开发梳理的思路。