An innovative approach for efficient synthesis of petal-like molybdenum disulfide nanosheets inside hollow mesoporous carbon spheres (HMCSs), the yolk–shell structured MoS2@C, has been developed. HMCSs effectively control and confine in situ growth of MoS2 nanosheets and significantly improve the conductivity and structural stability of the hybrid material. The yolk–shell structured MoS2@C is proven to achieve high reversible capacity (993 mA h g–1 at 1 A g–1 after 200 cycles), superior rate capability (595 mA h g–1 at a current density of 10 A g–1), and excellent cycle performance (962 mA h g–1 at 1 A g–1 after 1000 cycles and 624 mA h g–1 at 5 A g–1 after 400 cycles) when evaluated as an anode material for lithium-ion batteries. This superior performance is attributed to the yolk–shell structure with conductive mesoporous carbon as the shell and the stack of two-dimensional MoS2 nanosheets as the yolk.

The introduction of high-entropy into Prussian blue analogues (PBAs) has yet to attract attention in the field of lithium-sulfur battery materials. Herein, we systematically synthesize a library of PBAs from binary to high-entropy by a facile coprecipitation method. The coordination environment in PBAs is explored by X-ray absorption fine structure spectroscopy, which together with elemental mapping confirm the successful introduction of all metals. Importantly, electrochemical tests demonstrate that high-entropy PBA can serve as polysulfide immobilizer to inhibit shuttle effect and as catalyst to promote polysulfides conversion, thereby boosting its outstanding performance. Additionally, a variety of nanocubic metal oxides from binary to senary are fabricated by using PBAs as sacrificial precursors. We believe that a wide range of new materials obtained from our coprecipitation and pyrolysis methodology can promote further developments in research on PBA systems and sulfur hosts.

Recently, research on polyoxometalates (POMs) has gained significant momentum. Owing to their properties as electronic sponges, POMs catalyst harbor substantial potential in lithium‐sulfur battery research. However, POMs undergo a transformation into reduced heteropoly blue (HPB) during electrochemical reactions, which then dissolve into the electrolyte, resulting in catalyst loss. In this research, we amalgamated 18‐crown‐6 (CR6) with K3PW12O40, (KPW), synthesized a novel POM‐based supramolecular compound, and integrated it with graphene oxide (GO) to fabricate a multi‐functional composite polypropylene (PP) separator KPW‐CR6/GO/PP. The crown ether array was employed to immobilize POM and construct ion transport channels, thereby enhancing the Li+ migration rate and capturing polysulfides. Subsequently, leveraging the stable structure and redox properties of POM, the polysulfide is catalyzed to transform and inhibit the shuttle effect, thereby protecting the Li anode. The lithium‐sulfur batteries with the Crown ether‐POM supramolecular compound separators, exhibit enhanced capacity and stability (1073.3 mAh g‐1 at 1.0 C, and 81.5% retention rate after 250 cycles). The battery (S loading: 3.2 mg cm−2) presents an initial specific discharge capacity of 543.4 mAh g−1 at 0.5 C, with 89.8% of the capacity retained after 160 cycles. This underlines the practical application potential of Crown ether‐POM supramolecular materials in Li−S batteries.

The advancement of Zn-Se batteries has been hindered by significant challenges, such as the sluggish kinetics of Se cathodes, limited Se loading, and uncontrollable formation of Zn dendrites. In this study, a bidirectional optimization strategy is devised for both cathode and anode to bolster the performance of Zn-Se batteries. A novel bowl-in-ball structured carbon (BIBCs) material is synthesized to serve as a nanoreactor, in which tin-based materials are grown and derived in situ to construct cathodes and anodes. Within the cathode, the multifunctional host material (SnSe@BIBCs) exhibits large adsorption capacity for selenium, and demonstrates supreme catalytic properties and spatially confined characteristics toward the selenium reduction reaction (SeRR). On the anode, Sn@BIBCs displays triple-induced properties, including the zincophilic of the internal metallic Sn, the homogenized spatial electric field from the 3D spatial structure, and the curvature effect of the bowl-shaped carbon. Collectively, these factors induce preferential nucleation of Zn, ensuring its uniform deposition. As a result, the integrated Zn-Se battery system achieves a remarkable specific capacity of up to 603 mAh g

Saturn-like (SL) N-doped VS2 as a cathode material for aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) is synthesized into hollow mesoporous carbon spheres via a confinement growth strategy. SL VS2@CS shows a novel three-step deintercalation process at a wide voltage range (0–1 V), which efficiently enhances the Zn2+ storage capacity. In addition, the confined effect of SL VS2@CS can emphatically inhibit the pulverization and volume effect induced by massive Zn2+ insertion, and the finite element simulation confirms that the Saturn-like structure can alleviate the stress distribution caused by the zincification process. The density functional theory calculation verifies that the N-doped VS2@CS greatly reduces the migration energy barrier. The electrochemical reaction process and structure evolution of SL VS2@CS in ZIBs are analyzed by ex situ methods, which demonstrate the three-step deintercalation mechanism and highly reversible process. The soft-package ZIBs assembled with SL VS2@CS as the cathode exhibit the potential for practical application with superior cycling stability (322.2 mA h g–1 at 0.5 C, 500 cycles) and good rate performance.