【VASP解读】​Nat. Commun.：CoFe@FeOx助力Li/Na-S电池

均匀分布在载体上的复杂金属纳米颗粒具有独特的物理化学性质，具有广泛的应用前景。常用的湿化学方法在同时实现纳米颗粒结构设计和均匀分散方面存在局限性，但固相合成可在载体上制备复杂的金属纳米颗粒。基于此，中国科学院大连化学物理研究所刘健研究员、中国科学技术大学余彦教授等人报道了利用固相合成策略，精确合成分布均匀的CoFe@FeOx核-壳纳米颗粒。CoFe@FeOx NPs调控多硫化物的双功能作用显著提高了Li-S和Na-S电池的硫利用率和循环稳定性，其中CoFe@FeOx改性隔膜的Na-S电池在1200次循环后具有320 mAh g-1的高可逆容量，在2 A g-1下具有接近100%的库仑效率（CE）。

VASP解读

通过DFT计算，作者研究了Fe/Co原子在CoFe合金中的偏析能和偏析途径。对于CoFe合金中Fe/Co原子的偏析能，相比于没有Co吸附时，CoFe合金中Co原子更容易从体向表面偏析，而存在Co吸附时，Fe原子的偏析变得容易，Co原子的偏析被抑制。因此，在富CO气氛下，CoFe合金中的Fe原子偏析优于Co原子偏析。同时，对于Co吸附存在的CoFe合金中Fe/Co原子偏析途径，Co原子偏析途径的步骤1、步骤2、步骤3和步骤4的反应能分别为1.79、-6.29、14.00和-7.04 eV。因此步骤3是强吸热的，是决定速率的步骤。

对于Fe原子偏析途径的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4和步骤5的能量分别为1.99、2.75、-4.65、4.18和-4.06 eV，因此步骤4是决定速率的步骤，远低于Co原子偏析途径的步骤3，表明Fe原子偏析途径比Co原子偏析途径能量更有利。此外，CO的吸附抑制了CoFe合金中Co原子的偏析。更重要的是，有CO吸附的Fe原子偏析比没有CO吸附的更有利。因此，Fe原子容易从体向表面偏析，导致在CoFe合金核外形成FexC壳层。

Precise solid-phase synthesis of CoFe@FeOx nanoparticles for efficient polysulfide regulation in lithium/sodium-sulfur batteries. Nat. Commun., 2023, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-42941-9.