基于转化反应机理的过渡金属硫化物作为钠离子电池的负极材料，因其高的理论比容量和潜在的长寿命而备受关注。根据过渡金属硫化物在二次离子电池中的转化反应机理，发现除了传统的固态CoS₂与Na₂S的转化反应(以钠离子电池中的CoS₂为例)外，活性物质与可溶性多硫化物钠(Na₂S_n, 2 < n < 8)之间的固液相转化反应同时发生。这些溶解的中间产物不仅会导致电解质粘度和电子/离子电导率的持续变化，还会导致活性物质的严重损失和库仑效率的持续降低，同时加速钠枝晶的生长。

近期，东北大学骆文彬教授课题组为了提高过渡金属硫化物对多硫化物的吸附能力和反应可逆性，设计了一种具有协同储钠和多硫化物吸附能力的复合材料（CoS₂ NP@3D-NC），利用CoS₂纳米颗粒(CoS₂ NP)作为电子供体，提高三维氮掺杂碳(3D-NC)骨架对多硫化物钠的吸附能。结合实验和计算结果，封装的CoS2可以显著优化局部电子结构，作为一个强大的电子储层，增加了对Na₂S_x的有效吸附。同时，CoS₂ NP和3D-NC之间的电子转移可以促进Na₂S向Na₂S_x的转化。

使用金属钠电极与硫化物(CoS₂、MoS₂、FeS₂)组装电池，经过几次循环后，通过紫外光谱在电解液中检测出有明显的Na₂S₆/Na₂S₄吸收信号。

进行了密度泛函理论(DFT)计算，结果表明Na₂S、Na₂S₄和Na₂S₆在CoS₂ NP@3D-NC上的吸附能(Ead)均高于在NC上的吸附能(Ead)。通过比较Na₂S_x周围的电子损耗和聚集，得出CoS₂的存在可以显著增强Na₂S_x与NC的相互作用。同时，Na₂S_x可以有效吸附在CoS₂ NP@3D-NC上，协同促进Na₂S_x的多步转化。

紫外可见光谱法测定了CoS₂ NP@3D-NC和CoS₂/NC (CoS₂和NC的物理复合， CoS₂和NC的相互作用相对较小可忽略)对Na₂S₆的吸收峰强度。发现CoS₂ NP@3D-NC对于Na₂S₆有更好的吸附效果。还测试了首次充放电后电解液中多硫化物的溶解情况，发现CoS₂ NP@3D-NC电极中更少的Na₂S₆ /Na₂S₄溶解，说明具有更好的吸附效果，防止了活性物质的损失。

循环伏安曲线证明CoS₂ NP@3D-NC具备更好的储钠可逆性，Bader电荷计算结果证明CoS₂ NP@3D-NC更容易从Na₂S、Na₂S₄和Na₂S₆中获得电子，从而促进了充电时的氧化反应，使放电产生的多硫化物的可逆转化更加充分。特别是促进固体中间产物Na₂S向易发生转化反应的可溶性多硫化物的转化。

电化学测试表明，在0.06 A g^-1和0.4 A g^-1的电流密度下，CoS₂ NP@3D-NC的首次库仑效率可达98.05 %和98.38 %。此外，在0.6 A g^-1的电流密度下还获得了800次的长循环寿命。这得益于中间产物Na₂S_x在CoS₂ NP@3D-NC上的高效吸附和转化，显著增强了反应的可逆性。

通过对不可逆离子存储问题的探讨，本工作可为控制过渡金属硫化物中间产物的穿梭行为研究提供有效途径。