近日，西南大學(xué)材料與能源學(xué)部徐茂文教授課題組在設(shè)計(jì)開發(fā)高性能鋰硫電池研究上取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Honeycomb-like spherical cathode host constructed from hollow metallic and polar Co9S8 tubules for advanced lithium-sulfur batteries”為題在國際著名期刊《Advanced Functional Materials》(先進(jìn)功能材料)上發(fā)表, 該期刊影響因子為12.124。西南大學(xué)為該成果的第一完成單位，碩士生代春龍同學(xué)為論文的第一作者，徐茂文教授為共同通訊作者。

 

　　鋰硫電池是一種新型的高性能儲能電池。但鋰硫電池的商業(yè)應(yīng)用仍面臨硫?qū)щ娦詷O低、硫循環(huán)循環(huán)過程中的體積膨脹、多硫化物易溶解電解液導(dǎo)致穿梭效應(yīng)等問題。針對這些挑戰(zhàn)，徐茂文教授課題組設(shè)計(jì)制備出由空心納米管組成的蜂巢狀的Co9S8球作為硫的載體材料，制備出循環(huán)穩(wěn)定性好，比容量高的鋰硫電池,較單質(zhì)S而言，Co9S8具有高的導(dǎo)電性，可以提高活性物質(zhì)硫的導(dǎo)電率，有效提高電池的比容量, Co9S8可以有效吸附多硫化物，緩解多硫化物的穿梭效應(yīng)，進(jìn)而提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。通過DFT計(jì)算分析得到了Co9S8 在（311）、（440）面上對多硫化物的吸附能大小。該研究首次發(fā)現(xiàn)Co9S8可以催化多硫化物之間的轉(zhuǎn)變反應(yīng)，提高電池的倍率性能，多硫化物溶于電解液的問題得到了更好的解決。由于這些獨(dú)特的電極設(shè)計(jì)，使得該電極材料表現(xiàn)出優(yōu)秀的電化學(xué)性能。

 

　　該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、重慶市基礎(chǔ)與前沿項(xiàng)目和中央高校基本業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目資助，與美國麻省理工大學(xué)陳育明博士、美國德州大學(xué)Graeme Henkelman教授合作完成。