DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.129179

锂硫（Li-S）电池是最有前途的下一代储能设备之一。然而，严重的多硫化锂（LiPSs）穿梭效应和迟缓的氧化还原动力学阻碍了其实际应用。为了解决这些问题，本研究采用同轴静电纺丝结合水热法制备了用于锂硫电池中间层的柔性NiCo2S4-中空碳纳米纤维（NiCo2S4@HCNF）电催化膜。一方面，中空结构的HCNF导电框架可以缓冲更多的电解质，提供快速的电子传输路径，缩短离子的扩散距离。另一方面，致密的NiCo2S4纳米线均匀地生长在HCNF表面，可以吸附和催化LiPSs的转化。由于NiCo2S4@HCNF的结构优势，Li-S电池表现出优异的循环稳定性（1C下进行500次循环期间每个循环的衰减率仅为0.06%）和高比容量（3C下为607.6mAh/g）。该研究表明NiCo2S4@HCNF复合材料在高性能锂硫电池中具有广泛的应用前景。

图1.NiCo2S4@HCNF的制备过程示意图。

图2.（a）HCNF横截面的SEM图像。（b,c）NiCo2S4@HCNF的SEM图像，（c）中的插图显示弯曲的NiCo2S4@HCNF。（d）NiCo2S4纳米线的TEM图像，（e,f）HRTEM图像，（g）元素映射。（h）NiCo2S4@HCNF的XRD图谱，（i）拉曼光谱，（j）TG曲线。

图3.（a）HCNF和NiCo2S4@HCNF浸入Li2S6溶液的照片。（b-d）NiCo2S4@HCNF在吸收Li2S6溶液前后的S2p、Ni2p和Co2p高分辨率XPS光谱。

图4.（a）含中间层的锂硫电池的结构示意图。（b）倍率性能。（c）NiCo2S4@HCNF-CNT/S在不同电流密度下的充放电曲线。（d）0.2C下的循环性能，和（e）奈奎斯特图。（f）含NiCo2S4@HCNF中间层的Li-S电池为LED指示灯供电的照片。（g）NiCo2S4@HCNF-CNT/S在1C下的长期循环性能。

图5.（a-c）0.1mV/s下的CV曲线，（d-f）一系列扫描速率下的CV曲线，（g-i）不同中间层锂硫电池CV曲线上峰值电流的线性拟合。

图6.（a）对称虚拟电池的CV曲线。（b）NiCo2S4@HCNF对称虚拟电池前5个循环的CV曲线。（c）NiCo2S4@HCNF对称虚拟电池在不同扫描速率下的CV曲线。（d）NiCo2S4@HCNF膜催化LiPSs氧化还原反应的示意图。