近日，西南大學材料與能源學院徐茂文教授綠色電源團隊在改善室溫鈉硫電池反應動力學方面取得了新突破，相關研究成果“Nickel hollow spheres concatenated by nitrogen-doped carbon fibers for enhancing electrochemical kinetics of sodium-sulfur batteries”發(fā)表在《Advanced Science》國際TOP期刊上，影響因子為15.8。該工作第一作者為我校2017級博士郭秉淑，最后通訊作者為徐茂文教授，西南大學為唯一完成單位。

 

       為解決室溫鈉硫電池金屬鈉與單質硫的反應活性低、電池充放電過程中多硫化鈉中間體易溶解穿梭以及硫的絕緣性與體積膨脹問題，徐茂文教授課題組利用靜電紡絲技術，設計合成了一種由氮摻雜碳纖維串連鎳空心組成的網(wǎng)絡狀復合材料，用于負載單質硫。在該復合物中，每一個鎳空心單元不僅可以緩解硫在充放電過程中的體積膨脹，還可以提高正極材料的導電性。同時，XPS測試證明少量的單質鎳在載硫過程中被硫化，產(chǎn)生了極性的Ni-S鍵，可以對可溶的多硫化鈉中間體進行有效的吸附，這更有利于單質鎳催化其轉化為不溶的硫化鈉，電池輸出高的放電容量。此外，還通過原位拉曼監(jiān)測了電化學反應過程中單質硫的變化，分析了所制備的S@Ni-NFCs電極表現(xiàn)出了卓越的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性原因。