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抑制中間多硫化物的溶解和加速轉化動力學是鋰硫（Li-S）電池在寬溫度范圍內實際使用的核心。

復旦大學車仁超、Fang Fang等人創新性地提出了一種原子工程策略，以在雙層N摻雜碳基體內構建由化學錨定鋅原子簇組成的硫主體(ZnAC-CM@CL)，以解決上述問題。

所制備的ZnAC-CM@CL@S在0.2 C和電解液/硫比（E/S比）為5.5 μL mg^-1時可提供高達1451 mAh g^-1的容量，并5 C下循環1200次后保持749 mAh g^-1（每次循環的衰減率為 0.021%）。值得注意的是，可逆容量在-25℃、0.2 C下保持 627 mAh g^-1。

通過電子全息（EH）和幾何相分析（GPA）的進一步結合分析，發現其優異的性能主要來源于極性N摻雜多層碳基體與原子應變引起的內部周期性電荷場的協同效應，這大大提高了中間多硫化物的固定化和轉化能力。

更重要的是，這種相互作用還使強耦合正極實現了8.71 mAh cm^-2的高面積比容量，即使面積硫負載達到7.34 mg cm^-2。這種原子級工程策略可能會揭示有關硫主體高性能設計的新見解。

圖1 制備及表征

圖2 電化學性能

Probing the Atomic Interaction between Zinc Clusters and Defective Carbon in Promoting the Wide Temperature Applications of Lithium-Sulfur Battery. Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.06.040

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