Renforcement de l'hybridation d‐p des atomes uniques avec des espèces de soufre induisant une catalyse bidirectionnelle pour les batteries lithium–soufre

Résumé Les catalyseurs à atome unique (SACs) ont été largement explorés comme additifs pour améliorer la performance des batteries lithium–soufre (Li–S), cependant, la conception de catalyseurs hautement catalytiques et la connaissance approfondie de la relation structure–activité des SACs demeure un immense défi. Dans ce travail, la redistribution des électrons du site Co en introduisant l'atome S pour remplacer l'atome N dans la première couche de coordination est théoriquement prédite pour améliorer la capacité d'ancrage des polysulfures de lithium (LiPSs) et simultanément faciliter le processus redox des batteries Li–S, en raison du renforcement de l'hybridation d'orbitales d‐p entre les espèces de soufre et les SACs comparé à l'architecture traditionnelle CoN 4. Éclairé par l'analyse théorique, des atomes de Co à coordination asymétrique (N, S) intégrés dans un carbone hiérarchiquement poreux dopé au N et au S (S‐Co‐SACs/NSC) sont précisément conçus et construits comme une fixation et un catalyseur de haute efficacité pour les batteries Li–S. Par conséquent, la batterie avec cathode S@S‐Co‐SACs/NSC présente une capacité areale élevée et une stabilité de cycle. Ce travail met en avant la fonction vitale des structures électroniques des SACs dans la promotion de l'application pratique des batteries Li–S.