近日，西南大學材料與能源學部徐茂文教授課題組在設計開發(fā)高性能鋰硫電池研究上取得重要進展。相關研究成果以“Double-Shelled NiO-NiCo2O4 Heterostructure Carbon Hollow Nanocages as An Efficient Sulfur Host for Advanced Lithium-Sulfur Batteries”為題發(fā)表在國際能源頂級期刊《Advanced Energy Materials》(先進能源材料)上,該期刊影響因子為16.72。學校為該成果的第一完成單位，碩士研究生胡琳鈺和代春龍為該論文的共同第一作者，徐茂文教授為通訊作者。

　　　　隨著環(huán)境問題的日益嚴峻以及電子電動設備的迅猛發(fā)展，設計和開發(fā)高效的儲能設備勢在必行。鋰硫電池因具有高能量密度、髙理論容量、硫正極資源豐富、價格低廉以及環(huán)境友好等特點，被認為是下一代最有前景的能量存儲系統(tǒng)之一。然而，由于硫正極材料及其放電產物硫化鋰導電性差，充放電過程中的體積效應以及“穿梭效應”等問題，致使電池中硫的利用率低，容量衰減快，倍率性能差，嚴重阻礙了鋰硫電池的商業(yè)化進程。

　　　　針對這些問題，徐茂文教授課題組設計并合成了雙層核殼NiO-NiCo2O4異質結 C空心納米籠作為硫的載體，并首次應用于鋰硫電池中。這種空心結構不僅能夠為硫的存儲提供充足的空間，還能有效應對硫充放電過程中的體積效應；此外，NiO-NiCo2O4異質結納米籠能夠利用自身組成的獨特優(yōu)勢，有效抑制多硫化物溶解擴散并促進其轉化反應中的動力學過程，緩解電池的穿梭效應，充分體現(xiàn)了異質結的優(yōu)勢。基于這種獨特的設計，該材料作為鋰硫電池的正極，表現(xiàn)出較高的比容量以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　　　該研究工作得到國家自然科學基金和中央高校基本業(yè)務費項目資助，與美國麻省理工大學陳育明博士合作完成。