螯合剂调控氮掺杂多级孔碳纳米片增强锂硫电池多硫化物固定作用

本文报道了一种基于EDTA-2Na螯合剂调控ZIF-8纳米片制备氮掺杂多级孔碳材料（N-C-NS）的创新策略。该材料通过物理限域和化学吸附协同作用有效抑制多硫化物穿梭效应，其独特的微孔/介孔结构不仅提供高硫载量空间，还促进Li+/电解液传输，使锂硫电池在0.2?C倍率下实现722.4?mAh/g的首圈放电容量，100次循环后容量保持率达78.85%。

　　

亮点

结论

结论

总而言之，我们展示了一种螯合剂辅助的孔工程策略来制备具有多级孔隙结构的二维氮掺杂碳纳米片（N-C-N_S）。系统评估表明，合成过程中增加EDTA-2Na浓度可同时提升电池容量和稳定性，因为该螯合剂能在ZIF-8中创造介孔并引入氮掺杂位点。优化后的孔结构实现了更高的硫载量，促进了锂离子（Li⁺）/电解液传输，并缓解了体积膨胀，而氮掺杂位点则通过化学相互作用有效锚定了多硫化物。这些协同效应使得组装的锂硫电池表现出卓越的倍率性能和循环稳定性，在电流密度为0.2?C时，初始放电/充电容量分别为722.4/737.5?mAh/g，循环100次后容量保持率为78.85%（581.5?mAh/g）。这项工作为设计高性能锂硫电池的多功能宿主材料提供了新的视角。