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betway官网师生在《Advanced Functional Materials》上发表最新研究成果

时间:2018年09月07日 00:00  阅读:

 

锂硫电池具有高的比容量和理论能量密度,且拥有安全、低成本、无污染等优点,被认为是新一代高效储能系统。然而,锂硫电池还存在着硫和放电产物的导电性较低,长链聚硫化物的溶解所造成的穿梭效应,以及充放电过程中硫的体积膨胀等问题限制着锂硫电池的实际应用。

最近,我校低维材料与清洁能源创新型科技团队以氯化钠晶体为模板、盐酸多巴胺为碳源和氮源、硝酸铜为铜源,经过冷冻干燥和高温还原等过程,成功制备出铜和氮共掺杂的三维多孔石墨化碳网络复合材料(CuxS@NC/S-F)。研究发现,当CuxS@NC/S-F应用于锂硫电池方面时,具有较大的优势:I)三维多孔碳结构有利于电荷转移和电解质的浸润;II)具有良好导电性的硫化铜可以与锂反应,在锂硫电池电压范围内贡献部分容量;III)硫分子在CuxS中的分散提高了活性物质的利用率,并且Cu作为放电产物有利于提高电极整体导电性;IVCuxS材料可以作为催化剂减少放电产物(Li2S)在电极表面的不可逆沉积。因此,CuxS作为锂硫电池的硫基质具有很大的优越性和良好的应用前景。最后,作者也通过机理分析发现,作为锂硫电池的硫基质材料,该掺杂网络对聚硫化物具有高效的催化作用,并使电池表现出快速氧化还原反应的特性。

 

1 CuxS@NC/S-F复合材料的合成示意图

 

2 CuxS@NC/S-F复合材料的电化学性能 

上述研究成果发表在材料科学国际著名期刊Advanced Functional Materials》上IF=13.325, 论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.10 02/adfm.201804520,第一作者为我校betway唯一官方网站2015级硕士研究生于秋红,通讯作者为罗永松教授。成果第一完成单位是信阳师范学院,合作单位有华中科技大学、香港科技大学、国家纳米科学中心等。此项研究工作是在国家自然科学基金、河南省高校科技创新团队、河南省高校科技创新人才支持计划资助下完成。