中國(guó)科技大學(xué)錢逸泰院士團(tuán)隊(duì)和王功名教授課題組通過實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方式，研究了金屬鈷基化合物在鋰硫化學(xué)中的動(dòng)力學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)鈷基化合物中陰離子的價(jià)電子的p能帶中心相對(duì)費(fèi)米能級(jí)的位置，是影響鋰硫電池界面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的主要因素。

 

鋰硫(Li-S)電池因高理論比容量、能量密度以及低成本等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。但充放電過程中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解引起穿梭效應(yīng)，嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。

 

科研人員通過對(duì)轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)性能的研究，發(fā)現(xiàn)制備的金屬鈷基化合物表現(xiàn)出完全不同的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)行為。

 

DFT模擬結(jié)果以及同時(shí)電荷差分密度分析表明，通過嘗試關(guān)聯(lián)不同鈷基化合物的陰離子價(jià)帶的p能帶中心位置與多硫化合物電化學(xué)轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)改變陰離子價(jià)電子的p能帶中心相對(duì)費(fèi)米能級(jí)的位置，能夠有效調(diào)控界面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而成為影響Li-S化學(xué)動(dòng)力學(xué)性能的主要因素。這一成果將為L(zhǎng)i-S電池應(yīng)用研發(fā)起到指導(dǎo)作用。由于目前的純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程普遍比較低, 如需要進(jìn)行長(zhǎng)途旅行或者由于駕駛者忘記充電而造成電池電量不足, 又不能返回家中進(jìn)行充電, 這時(shí)就需要進(jìn)行快速充電, 以能繼續(xù)旅程。根據(jù)調(diào)查和現(xiàn)有的技術(shù), 目前消費(fèi)者能接受的充電時(shí)間普遍低于 20m in。而由于電池的技術(shù)尚沒有大的突破, 80%的充電量依然需要 30m in的時(shí)間。

純電動(dòng)車在充電上還面臨一個(gè)非常大的障礙, 那就是各個(gè)企業(yè)、國(guó)家的接口不一樣, 歐洲、日本的接口有 5PIN、7PIN, 國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)也沒有統(tǒng)一,同時(shí), 快充接口的通訊協(xié)議也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn), 這在一定程度上阻礙了整個(gè)純電動(dòng)車行業(yè)的發(fā)展。