锂离子电池组标准（锂硫电池中锚定材料）

锂硫电池由于能量密度大，环境友好等优势，有望成为下一代储能设备。但其商业化应用仍然面临着诸多挑战，其中最主要的问题就是穿梭效应。该效应是由于在电池氧化还原反应过程中硫正极极易溶解于电解质中，从而钝化负极，降低电池容量。在电极中掺杂锚定材料从而抑制穿梭效应，增强导电性，是目前提高锂硫电池性能一个行之有效的方法。计算模拟为大规模搜索性能优良的锚定材料提供了可能，但前提是计算方法能够准确预测锚定机制，因而提供一种精确的筛选标准是一项极具挑战的任务。

来自南京理工大学材料学院纳米异构材料中心的刘伟教授和李爽副教授等人发现在金属硫化物体系中（硫化亚铁和硫化锡)，只有多体色散方法的模拟结果与实验结果一致，其它包含范德华力的方法得出的结果都与实验结果不完全相符。他们还系统研究了两种典型的锚定材料，一种是多层原子的氟化碳化钛，一种是单层氮掺杂石墨烯，研究结果表明在氟化碳化钛体系中，包含多体效应的多体色散方法得到的模拟结果会显著减弱锚定作用，但是在氮掺杂石墨烯体系中基本没有区别，这一发现说明多体效应在多原子层极化体系中的重要地位。这表明基于多体色散方法的密度泛函理论模拟不仅可以加深对锂硫电池中锚定机制的理解，还可以为筛选锚定材料提供更加准确的标准。

该文近期发表于npj Computational Materials 6: 8 (2020)，英文标题与摘要如下，点击https://www.nature.com/articles/s41524-020-0273-1可以自由获取论文PDF。

Revisiting the anchoring behavior in lithium-sulfur batteries:many-body effect on the suppression of shuttle effect

Min Fang, Xinyi Liu, Ji-Chang Ren, Sha Yang, GuirongSu, Qin Fang, Jianzhong Lai, Shuang Li & Wei Liu

We apply the state-of-the-art many-body dispersion (MBD) method to study the anchoring behavior in lithium-sulfur (Li–S) batteries, which is closely related to the notorious “shuttle effect”. Based on the experimental results of metal sulfides (FeS and SnS2), we find that the MBD method gives a more accurate prediction of anchoring mechanism compared with other van der Waals (vdW) inclusive methods. We systematically investigate the anchoring mechanism of two prototypal anchoring materials—Ti2CF2 and doped-graphene systems. The many-body effect is found to play an important role on the reduction of anchoring behaviors, especially when the systems have large polarization and the vdW interactions predominate the anchoring behavior. Our work deepens the fundamental understanding of the anchoring mechanism, and provides a more accurate criterion for screening anchoring materials for suppressing the shuttle effect.