东南大学锂硫二次电池应用研究获重要突破

　　日前，美国耶鲁大学和东南大学在化学TOP杂志Journal of the American Chemical Society上合作刊文指出：可以通过对阴极材料的全新设计进一步提升锂硫电池的循环寿命并使电池具有超常循环容量保持率，这一突破将进一步推动锂硫二次电池走向实际应用。该文的第一作者为东南大学孙岳明教授团队的范奇博士。

　　当今社会，人类对电化学储能技术的需求日益增加，新型储能系统——锂硫电池具有理论容量高、成本低、环境友好等优点，备受国内外研究者的关注。而研发高性能锂硫电池正极材料，对推动新能源电动汽车、便携式电子设备等领域的发展至关重要。然而，虽然锂硫电池具备上述优势，在实际应用之前许多问题仍有待解决。其中一个致命的问题是电极中高度可溶的多硫化物能在阴极和阳极之间穿梭，并在阴极和阳极之间形成固态Li2S2/Li2S库，造成了硫的不可逆损耗，这将导致电池的库伦效率低、低循环承载力及高阻抗。为了攻克锂硫电池开发中的瓶颈，研究人员采取了多种手段包括添加电子导体与硫复合提高导电性、抑制多硫化物过多溶解、增加锂阳极保护等方法，并取得了不错了进展，但是离传统正极材料的循环容量保持率仍有较大差距。

　　东南大学孙岳明教授团队的范奇博士在耶鲁大学化学系王海量教授课题组访学期间，将材料学三元设计的理念引入到锂硫电池阴极材料的构建中，将S8簇的纳米尺寸效应，氧化物纳米片的强吸附作用和碳管的高导电性有机地结合在一起，将1C(1小时充放电)下百次循环容量损失率下降到惊人的0.9%。这也是迄今为止所报道的最好的循环容量保持率。

　　范奇博士在接受采访中指出：“对于电池研究而言，过去1C下百次循环容量损失率控制在1%左右的报道仅见于传统阴极材料，这也就是传统阴极材料虽然能量密度相对偏低，价格相对较贵但是仍然占据市场统治地位的主要原因之一。我们的研究说明锂硫二次电池完全可以在优化设计后获得类似的性能。考虑到锂硫电池巨大的能量密度优势(4-6倍)和成本价格优势，锂硫二次电池在这一领域的应用将具有极为广阔的前景。”