湖北大学刘建文/深圳大学王任衡等《AFM》：调控能带结构和自旋态诱导的电子构型以实现高效的硫氧化还原...

主要观点总结

该研究针对锂硫电池面临的穿梭效应和活性物质损失等问题，通过设计具有强吸附多硫化锂的多活性位点电催化剂来解决。利用尖晶石过渡金属氧化物（AB2O4）的晶体结构特点，通过合成无定形ZnAl2O4微球并涂覆在PP隔膜上，以提高锂离子电池的电化学性能。该催化剂具有高氧空位浓度、窄带隙和高自旋态等特性，有效提高了电子传递效率和反应能垒，从而加速了LiPSs的多相转变。研究结果表明，该催化剂在锂硫电池中具有出色的电催化活性，组装的Li-S电池在800次循环后保持了93.9%的容量保持率。

关键观点总结

关键观点1: 尖晶石过渡金属氧化物的结构特点和应用

尖晶石过渡金属氧化物具有完美的晶体结构，能够巧妙地将多个阳离子集成到一个组分中，从而产生独特的eg轨道杂化和丰富的三维电子数。这种结构优化了电子结构，并提供一系列催化特性，为加速LiPSs的转化提供了可行的策略。

关键观点2: 合成无定形ZnAl2O4微球的关键特性和优势

研究合成了具有高氧空位浓度的无定形ZnAl2O4微球，Zn四面体位充分暴露，由于低配位数和无序结构实现了窄带隙和高自旋态，催化活性显著增强。电子传递效率的提高和反应能垒的降低加速了LiPSs的多相转变。

关键观点3: 实验结果和性能表现

在4C的高电流密度下，800次循环后的容量保持率达到93.9%，且高硫负载为4.5mg cm-2，贫电解质为8μL mg-1的软包电池具有高的放电容量和稳定的循环性能。DFT理论计算验证了A-ZnAl2O4在促进LiPSs转化方面的优势。