用Te调节的Fe单原子与协同的双向催化,用于高速率和长周期硫电池
Jian Guo1, Lu Chen2, Lijun Wang1
1Department of Chemistry, College of Sciences, Shanghai University, Shanghai, 200444, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|August 11, 2025
概括
介绍一种新的Fe-Te单原子催化剂 (SAC) 用于硫 (Li-S) 电池. 这种催化剂有效地抑制了聚硫化物穿,并增强了氧还原动力学,从而使Li-S电池的性能和稳定性更好.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 单原子催化剂 (SACs) 通过解决聚硫化物穿和氧化还原动力学,对硫 (Li-S) 电池具有前景.
- 开发高效的SAC和理解它们的结构-活动关系是关键的挑战.
研究的目的:
- 设计和研究一种基于Fe的新型SAC,具有不对称的FeN5-TeN4协调结构.
- 通过精确的原子配置来增强催化活性并提高Li-S电池的性能.
主要方法:
- 计算建模以了解电子结构和催化机制.
- 基于Fe的SACs与相邻的Te原子的制造.
- 使用开发的催化剂对Li-S电池进行电化学测试.
主要成果:
- 由于Fe活性位点的Te原子调制,Fe-Te SAC表现出增强的催化活性.
- 理论计算证实了升高的d频段中心和加强的d-p轨道杂交.
- 带有Fe-Te SAC的Li-S电池实现了高特异性容量 (735 mAh g-1在5°C) 和卓越的循环稳定性 (在1°C下1000个循环中每循环衰减0.038%).
结论:
- 设计的Fe-Te SAC有效地固定了多硫化物,并提高了Li-S的氧化还原动力学.
- 这项研究为SAC中电子结构调制提供了基本的见解,以提高Li-S电池的性能.
- 在Li-S电化学中,原子配置和催化性能之间建立了明确的相关性.


