协同电自旋-偶极调制技术在双向多硫化物转化中的应用，以实现可靠的锂硫电池

《Advanced Materials》：Synergistic Electric-Spin-Dipole Modulation for Bidirectional Polysulfide Conversion Toward Reliable Lithium–Sulfur Batteries

锂硫电池中通过无定形CoB掺杂调控Co-CoP异质结的内置电场、自旋态和偶极相互作用，促进锂多硫化物（LiPSs）的迁移与吸附，理论计算证实d-p轨道杂化优化及偶极增强效应协同提升锂硫电池性能。

　　

摘要

在锂硫（Li-S）电池中，电耦合、自旋耦合和偶极耦合效应被越来越多地用于抑制“穿梭效应”并提高反应动力学。然而，电场、自旋态和偶极相互作用的可控调节及其对锂多硫化物（LiPSs）的影响尚未完全理解，尤其是这些因素之间的协同作用。在本研究中，我们特意将非晶态CoB引入到Co-CoP异质结构中，以协同调节内置电场（BIEF）、自旋态和静电耦合效应。非晶态CoB相有效降低了Co-CoP的内置电场强度，促进了锂多硫化物在充放电过程中的双向迁移。B的掺杂使过渡金属Co的自旋态向低自旋配置转变，从而增加了d轨道电子的局域化程度，减小了d-p能级间隙，并通过理论计算验证了钴和硫原子之间的d-p轨道杂化效果得到了优化。与CoP中较弱的偶极矩相比，CoB内部偶极子的均匀排列产生了适度的静电吸引力，增强了与锂多硫化物的结合效果并改善了吸附-杂化性能。本研究提出了一种多维协同调节机制（内置电场、自旋和偶极耦合），用于提高多硫化物的限制和转化效率，该机制也可应用于其他存在“穿梭效应”的电池系统。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。