中国计量大学/武汉理工大学/那慕尔大学CEJ：多硒化物同步锚定和转化

高能量密度的锂硒 (Li–Se) 电池受到越来越多的关注，但其实际应用仍然受到阻碍，这与锂多硒化物 (LiPSes) 的体积膨胀和穿梭密切相关。通过多孔碳集流体的设计以及强化学吸附位点的引入可以缓解上述问题。然而，不能完全消除 LiPSes 穿梭的负面影响，而且仍然缺乏对正极载体的科学设计原则的认识。锂硒电池的巨大的挑战依然存在：1）认识 LiPSes 的演化（即溶解、穿梭和转化）与材料结构/化学之间的关系；2）在复合载体中构建空间电子和离子导电网络；3）催化位点的精确设计；4）LiPSes 的多种吸附模式和快速转化。

近日，来自中国计量大学的李红燕助理研究员、金成滨研究员，武汉理工大学李昱教授与那慕尔大学苏宝连教授合作，在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Taming the anchor and conversion of polyselenides with a self-reinforcing host in lithium–selenium batteries”的研究文章。该工作提出了一种同时锚定/转换策略来抑制多硒化物的溶解并实现其快速转换。CoSnO₃作为氧化还原催化剂通过拉伸多硒化物内的 Se−Se 键降低多硒化物的双向转换势垒，从而加速多硒化物转化反应动力学，实现了电池性能的提升。

通过简单的共沉淀法将CoSnO₃纳米立方体与互相连通的多孔碳纳米管（CNTs）结合作为活性物质硒的载体。CoSnO₃纳米立方体坐落与CNTS交织的网络结构中，具有很好的结构稳定性。其中，CoSnO₃纳米立方体表现出多孔的非晶态结构，暴露出更多的极性位点，这有利于对多硒化物的吸附以及催化反应进行。

CoSnO₃纳米立方体催化作用的实现主要是通过其与多硒化物的强吸附作用拉伸了多硒化物分子内部的Se−Se键以及Li−Se 键，这有利于分子键的断裂，从而降低了反应所需的吉布斯自由能，实现了多硒化物的双向催化。该工作揭示了电子/离子导电性和吸附/催化性在锂硒电池中的作用，从材料分子角度控制正极的利用率和动力学提供了指导。

苏宝连教授简介：欧洲科学院院士，比利时皇家科学院院士，1992年获得法国巴黎皮尔.玛丽居里大学理学博士学位，比利时那慕尔大学终身教授，那慕尔大学无机材料化学实验室创建主任。武汉理工大学战略科学家，材料复合新技术国家重点实验室副主任。英国剑桥大学Clare Hall Life member。2020年任法国大学科学院（Academic Institute of France）院士增选委员会主席。2021年当选世界介观结构材料协会主席。1993年获中石化技术发明奖一等奖，1994年获中国优秀专利奖，2007年获比利时皇家科学院Adolphe Wetrems奖，2011年获国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）新材料与合成杰出贡献奖，2012年作为带头人获中国侨联“创新团队”贡献奖,2012年获比利时联邦Francqui Chaire奖，2019年获中华人民共和国政府友谊奖，2019年获湖北省自然科学奖一等奖，2020年获国际胶体与界面科学Darsh Wasan杰出贡献奖，2021年获世界介观结构材料协会突出贡献奖。他的研究领域为“等级孔材料设计理论及在能源转化，催化，光催化，光合作用，环保，生命复合材料及人造器官等领域的应用”。

李昱教授简介：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室教授，博士生导师。1999年获得西安交通大学学士学位，2002年获得辽宁石油化工大学硕士学位，2005年获得浙江大学博士学位。2005年在安特卫普大学EMAT与G. Vantendeloo教授一起工作，2006年在那慕尔大学与苏宝莲教授一起在CMI工作。他的研究领域包括纳米材料设计与合成、等级多孔材料合成及其在能源和环境基础方面的应用。

李红燕，中国计量大学助理研究员，硕士生导师。2017年获得中国海洋大学硕士学位，于2022年获得那慕尔大学博士学位。主要研究方向为锂硒电池、锂离子电池等。