材料与能源学院徐茂文教授课题组在钠硫电池领域再获重要进展
2019-12-01
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近日，西南大学材料与能源学院徐茂文教授绿色电源团队在改善室温钠硫电池反应动力学方面取得了新突破，相关研究成果“Nickel hollow spheres concatenated by nitrogen-doped carbon fibers for enhancing electrochemical kinetics of sodium-sulfur batteries”发表在《Advanced Science》国际TOP期刊上，影响因子为15.8。该工作第一作者为我校2017级博士郭秉淑，最后通讯作者为徐茂文教授，西南大学为唯一完成单位。
为解决室温钠硫电池金属钠与单质硫的反应活性低、电池充放电过程中多硫化钠中间体易溶解穿梭以及硫的绝缘性与体积膨胀问题，徐茂文教授课题组利用静电纺丝技术，设计合成了一种由氮掺杂碳纤维串连镍空心组成的网络状复合材料，用于负载单质硫。在该复合物中，每一个镍空心单元不仅可以缓解硫在充放电过程中的体积膨胀，还可以提高正极材料的导电性。同时，XPS测试证明少量的单质镍在载硫过程中被硫化，产生了极性的Ni-S键，可以对可溶的多硫化钠中间体进行有效的吸附，这更有利于单质镍催化其转化为不溶的硫化钠，电池输出高的放电容量。此外，还通过原位拉曼监测了电化学反应过程中单质硫的变化，分析了所制备的S@Ni-NFCs电极表现出了卓越的倍率性能和循环稳定性原因。