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設計催化劑以加速可溶性多硫化鋰（LiPSs）的轉化被認為是抑制穿梭效應、提高鋰硫電池（LSBs）正極性能的一種有前景的策略，增強電子轉移和調整電子結構的雜原子摻雜是修飾金屬化合物以增強LiPSs的吸附效果和催化活性的有效方法。

在此，西安理工大學李喜飛教授、許云華教授等人設計了雙功能Ni/Zn雙摻雜CoSe₂以增強CoSe₂的催化效果進而提高LSB的反應動力學。實驗結果和理論分析表明，Ni在催化多硫化物轉化和Li₂S沉淀方面的作用優于Zn，Co-S鍵更短，S-S鍵更長，而Zn在促進Li₂S分解方面表現出比Ni更好的催化作用，Li-S鍵更長。

此外，Zn可以提高CoSe₂的導電性，而Ni促進Li⁺擴散。因此，Ni/Zn雙摻雜的CoSe₂具有催化LiPSs和Li₂S沉淀轉化反應以及Li₂S分解的雙重功能。

圖1. Ni_0.1Zn_0.1Co_0.8Se₂-S正極的電化學性能

此外，轉化動力學的增加與LiPSs分子結構的改變密切相關，這主要是由于LiPSs與催化劑之間的強相互作用。

因此，Ni_0.1Zn_0.1Co_0.8Se₂-S電極在1C下初始放電容量為679.47 mAh g^-1且在400次穩定循環中每循環衰減率低至0.065%，在2C下具有 681.74 mAh g^-1的最佳倍率性能。這項工作首次報道了Ni/Zn雙摻雜CoSe₂的策略，顯示出比單摻雜更好的效果，將為提高鋰硫電池的電化學性能提供一種新方法。

圖2. Ni/Zn單摻雜及雙摻雜CoSe₂在催化LSB氧化還原中的功能示意圖

Bifunctional Catalytic Effect of CoSe₂ for Lithium-Sulfur Batteries: Single Doping versus Dual Doping, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.20210783

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李喜飛/許云華AFM: CoSe2對鋰硫電池的雙功能催化作用：單摻雜與雙摻雜

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