CNTs decorated Cu-BTC with catalytic effect for high-stability lithium-sulfur batteries

SnS2/ZIF-8 Derived Two-dimensional Porous Nitrogen-doped Carbon Nanosheets for Lithium-sulfur Batteries

“…为了解决上述问题，研究人员采用了许多方法 和策略，例如隔膜改性 [12][13] 、电解质添加剂 [14][15] 以 及设计合适的 S 宿主材料等 [16][17][18] 。其中非极性碳材 料 (如石墨烯 [19][20] 、 中空碳球 [21][22][23] 、 碳纳米管 [24][25] 、 碳纳米片 [26] 和碳纳米纤维 [27][28] )具有优异的导电性 及对多硫化物的物理吸附特性，受到了人们的广泛 关注。金属有机骨架(MOFs)衍生的碳材料具有丰 富可调整的多孔结构和独特的原位杂原子掺杂等优 点，能通过物理限域和化学吸附的双重作用来限制 多硫化物，在锂硫电池中表现出优异的性能 [29][30] 。 然而，仅靠杂原子掺杂的多孔碳材料依然无法完全 限制多硫化物的穿梭效应，为此研究人员提出将金 属化合物作为极性吸附材料与碳材料进行复合，既 增强对多硫化物的吸附作用， 也可增强电极导电性， 提高材料的化学反应动力学 [31][32][33][34] 。在这些极性金属 化合物中，SnS2 与多硫化物有很高的结合能力，在 充放电过程中可以有效地吸附多硫化物，从而提高 锂硫电池的电化学性能 [35][36][37] 。 基于此， 本研究通过水热反应将 SnS2 纳米颗粒 与 ZIF-8 衍 生 的 花 状 二 维 多 孔 氮 掺 杂 碳 纳 米 片 (ZCN-SnS2)复合，并将其作为硫宿主材料应用于 锂硫电池正极。该二维多孔碳纳米片中独特的等级 孔结构可有效缓解反应过程中产生的体积膨胀，并 通过物理限域作用限制多硫化物的"穿梭效应" [38][39] 。同时原位氮掺杂也有助于捕获多硫化物，加速 Li2S 的转化 [40][41][42] 。特别地，小尺寸 SnS2 纳米颗粒不 仅增强了对多硫化物的吸附作用，而且增加了 S 的 电子电导率 [43] 。该二维多孔碳纳米片的物理限域、 杂原子掺杂的化学吸附以及 SnS2 的极性化学吸附 对多硫化物产生了物理-化学多重作用，为缓解锂硫 电池现有难题提供了一个有效的解决途径。…”