云南民族大學化學與環境學院郭俊明、向明武團隊與溫州大學的侴術雷教授團隊和成都信息工程大學的教師郭熠博士,在鋰硫電池研究方面取得重要進展,相關研究成果發表在國際著名期刊《Advanced Energy Materials》(影響因子為27.8),文章標題為“In-situ Constructing a TiO2/TiN Heterostructure Modified Carbon Interlayer for Balancing the Surface Adsorption and Conversion of Polysulfides in Li-S Batteries(原位構建TiO2/TiN異質結構修飾碳中間層平衡鋰硫電池中多硫化物的表面吸附和轉化)”。云南民族大學向明武副教授、郭俊明教授及溫州大學侴術雷教授為該論文的共同通訊作者,云南民族大學為第一署名單位,云南民族大學碩士生楊世勛和教師江登榜博士為共同第一作者。
鋰硫電池具有2600 Wh/kg的超高理論能量密度和豐富的原料資源,有望成為下一代高能量密度儲能電池體系。但目前鋰硫電池在充放電過程中存在實際能量密度會降低的問題,其主要原因是形成的多硫化鋰引起穿梭效應和導致反應動力學變緩慢。該研究成果針對上述問題,充分利用云南省豐富的硫礦和鈦礦資源優勢,以商業化三聚氰胺泡沫為基礎材料,首次提出了一種簡易、經濟的提高鋰硫電池電化學性能的策略。在不使用NH3氣氛等氮源的條件下,原位構建TiO2/TiN異質結構修飾的功能性碳泡沫復合材料,有效平衡多硫化鋰在該復合材料表界面的協同吸附及催化轉化,從而使鋰硫電池的電化學性能獲得明顯提高。該方法制備的鋰硫電池在2 C倍率條件下可以釋放達到814 mAh/g的初始放電容量,循環500次后仍能保持548 mAh/g,顯示了良好的應用前景。(化學與環境學院 向明武)
論文鏈接:https://doi.org/10.1002/aenm.202400648。