此外，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所還通過簡單的水熱反應(yīng)合成了負(fù)載硫化釩的還原氧化石墨烯（rGO－VS2）的層狀材料，并制備了一系列rGO－VS2片層與硫單質(zhì)層交替緊密堆積形成的三明治結(jié)構(gòu)rGO－VS2／S正極材料。rGO－VS2片層與活性硫?qū)咏惶嫘纬傻娜髦谓Y(jié)構(gòu)可以通過三維方向上的彈性收縮膨脹承受充放電循環(huán)過程中活性材料的體積變化。同時(shí)，由于硫化釩具有較高的極性、導(dǎo)電性和電催化活性，少量硫化釩負(fù)載在石墨烯片上即可有效地抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)，促進(jìn)整個(gè)硫單質(zhì)層的氧化還原反應(yīng)，從而提升硫活性物質(zhì)的利用率和循環(huán)穩(wěn)定性。負(fù)載89 wt％ 硫的rGO－VS2／S具有1．84 g cm－3的高振實(shí)密度，在0．1 C放電條件下其體積比容量達(dá)到了1182．1 mA h cm－3，循環(huán)100圈仍能保持在1050 mA h cm－3。該研究表明在可伸縮的三明治結(jié)構(gòu)中引入高導(dǎo)電性和強(qiáng)多硫化物吸附能力的電催化組分可以得到具有優(yōu)越性能的鋰硫電池正極材料，這為開發(fā)長壽命、高能量密度鋰硫電池提供了新思路。

西南大學(xué)應(yīng)對鋰硫電池穿梭效應(yīng)研究獲進(jìn)展

2018年2月，西南大學(xué)材料與能源學(xué)部徐茂文教授課題組設(shè)計(jì)并合成了雙層核殼NiO－NiCo2O4異質(zhì)結(jié) C空心納米籠作為硫的載體，并首次應(yīng)用于鋰硫電池中。這種空心結(jié)構(gòu)不僅能夠?yàn)榱虻拇鎯μ峁┏渥愕目臻g，還能有效應(yīng)對硫充放電過程中的體積效應(yīng)。此外，NiO－NiCo2O4異質(zhì)結(jié)納米籠能夠利用自身組成的獨(dú)特優(yōu)勢，有效抑制多硫化物溶解擴(kuò)散，緩解電池的穿梭效應(yīng)。基于這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)，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。電池中國網(wǎng)獲悉，該研究成果為徐茂文團(tuán)隊(duì)與美國麻省理工大學(xué)陳育明博士合作完成，并以“Double－Shelled NiO－NiCo2O4 HeterostructureCarbon Hollow Nanocages as An Efficient Sulfur Host for Advanced Lithium－SulfurBatteries”為題發(fā)表在國際能源頂級期刊《Advanced Energy Materials》（先進(jìn)能源材料）上。

青島能源所成功制備柔性載硫體用于高性能鋰硫電池

2018年10月，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所先進(jìn)儲能材料與技術(shù)研究組基于正極載硫體的改性，制備了一種“類鋼筋混凝土”結(jié)構(gòu)的柔性載硫體，實(shí)現(xiàn)了鋰硫電池的高載硫量、高硫利用率和長循環(huán)壽命。以石墨烯薄膜為集流體，木質(zhì)素纖維與碳納米管為復(fù)合載體，該柔性載硫體具有優(yōu)異的導(dǎo)電率及聚硫化合物錨定能力，同時(shí)結(jié)合了石墨烯的去極化特性。以該集流體組裝的鋰硫電池，0．1C下電池容量高達(dá)1632．5 mAh g－1（97．5％的理論容量），1．0C下循環(huán)500圈容量保持率為86．5％。即使在9．2 mg cm－2高載硫量下，該鋰硫電池依然表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，0．5C下經(jīng)過100圈循環(huán)容量保持率達(dá)91．5％。該工作對提高鋰硫電池硫利用率和循環(huán)壽命提供了一種新的思路。