广东省科学院化工研究所庞浩研究员团队在ChemSusChem期刊发文对新型CoS₂插层/包覆蒙脱石复合载体材料在高性能锂硫电池中的应用进行了探讨，揭示了该载体材料在充放电过程中强化多硫化锂氧化还原反应动力学及抑制穿梭效应的机理。

近年来，电动汽车和电网储能等新兴技术的快速发展对二次电池的能量密度提出了更高的要求。锂硫电池因具有极高的理论能量密度（2600 Wh kg^-1）而成为了二次电池领域研究的重点和热点。但是多硫化锂穿梭效应及氧化还原反应动力学缓慢的问题依然是阻碍锂硫电池实现大规模商业化应用的关键问题。越来越多的研究表明“吸附+催化”的策略是从根本上解决上述锂硫电池关键问题的有效途径。

鉴于此，广东省科学院化工研究所庞浩研究员团队在ChemSusChem期刊发表研究论文，提出新型“插层+包覆”结构的CoS₂@蒙脱石复合材料，主要是利用原位水热合成方法，在二维层状结构的蒙脱石层间插层超细纳米CoS₂颗粒，并在其表面包覆CoS₂微晶。所得到的复合材料具有高速锂离子传输通道和三维导电网络结构以及丰富的吸附和催化活性位点，从而在锂硫电池中实现了高速锂离子传输和多硫化锂“吸附-催化”协同效应。

基于CoS₂插层/包覆蒙脱石复合载体材料的锂硫电池正极材料表现出了优异的电化学性能：载硫量为1.2 mg cm^-2的正极在0.2 C电流密度下初始放电容量可达1301 mAh g^-1，循环200次后容量保持率达79%；倍率性能可达5 C（平均放电容量高达548 mAh g^-1）；而且，在1和2 C高电流密度下长循环500次后，放电容量仍分别稳定在653和519 mAh g^-1。在高载流量下（4 mg cm^-2），倍率性能仍可达2 C（577 mAh g^-1），且在0.2 C下循环200次后容量保持率高达71%。此工作为后续高载硫量的锂硫电池正极性能的进一步提升提供了理论支持。

论文信息：

Multisize CoS₂ particles intercalated/coated-montmorillonite as efficient sulfur host for high-performance lithium sulfur batteries

Dr. Lian Wu, Dr. Yue Yu, Dr. Yongqiang Dai, Dr. Yifang Zhao, Prof. Wei Zeng, Prof. Bing Liao, and Prof. Hao Pang*

文章通讯作者为广东省科学院化工研究所庞浩研究员，第一作者为广东省科学院化工研究所吴炼博士

ChemSusChem

DOI: 10.1002/cssc.202101991