【图5】a)静态吸附Li₂S₆溶液；b)吸附Li₂S₆前后DHCP的XPS Co 2p_3/2光谱；c)基于无催化剂、HCP和DHCP电极的对称电池的CV曲线；使用Li₂S₈溶液作为电解质的d)无催化剂、e) HCP和f) DHCP电极的恒压放电曲线；g)无催化剂、h) HCP和i) DHCP电极上相应Li₂S沉积物的SEM图像。

  为了验证HCP和DHCP对多硫化物的吸附能力，作者进行了静态吸附实验。如图5a所示，纯净的Li₂S₆溶液呈黄色，加入HCP和DHCP后，溶液变得无色透明，显示出对多硫化物较强的吸附能力，这与理论计算结果一致。图5b显示了基于XPS测量的吸附Li₂S₆前后DHCP的Co 2p_3/2光谱。Co 2p_3/2光谱由Co-S，Co-O和相应的峰组成，可以看出DHCP吸附Li₂S₆后结合能向低的方向移动，说明DHCP上的钴原子可以接收硫原子的电子并形成键，从而显示出DHCP与Li₂S₆之间强烈的化学相互作用。以HCP和DHCP为电极材料，Li₂S₆为电解液，组装成对称电池，进行循环伏安循环测试。如图5c所示，无催化剂电极的CV曲线没有明显的氧化还原峰，表现出典型的电容行为。不同的是，HCP和DHCP电极都显示出明显的氧化还原峰，这表明可溶性多硫化物的快速转化(Li₂S_x↔Li₂S_y)。图5d–f显示了Li₂S沉积实验的结果，这些结果根据法拉第定律和一些报道的论文进行了处理。可以看出，CC@DHCP电极显示最尖锐的峰，并且该峰在三个电极中出现得最早。此外，Li₂S成核的比容量(基于硫元素的质量)对于CC电极为134.5 mAh g^-1，对于CC@HCP电极为152.3 mAh g^-1，对于CC@DHCP电极为168.3 mAh g^-1。显然，CC@DHCP电极显示出最佳性能。在反应后电极的SEM图像中，可以直接观察到Li₂S的成核(图5g–I)。在CC@DHCP电极上可以观察到致密的沉积物，而在CC上只有零星的成核位点，这表明DHCP在促进Li₂S成核中起着关键作用。

【图6】具有a) HCP/S和b) DHCP/S正极的锂硫电池的原位紫外可见光谱；c) HCP/S和d) DHCP/S正极的相关恒电流充放电曲线。

  原位紫外可见光谱用于进一步揭示为什么可溶性多硫化锂即使在相对较大的反应能垒下也能快速转化的原因。图6a、b描绘了放电过程中每种多硫化物的浓度变化，可以看出HCP/S电池和DHCP/S电池之间的最大差异之一是S^.₃^-自由基的浓度(位于619 nm处)。此外，在相同的电流密度(0.05 C)下，DHCP/S电池的放电/充电时间明显长于HCP/S电池(图6c，d)，表明活性硫的还原过程更彻底。