科研成果

徐茂文教授课题组在Nano Energy上发表最新研究成果

近日，材料与能源学部徐茂文教授课题组在设计开发高性能锂硫电池研究上取得了新进展。相关研究成果（Chinese knot-like electrode design for advanced Li-S batteries）在《Nano Energy》(纳米能源)上在线发表, 该期刊影响因子13.12。西南大学为该成果的第一完成单位，我校硕士研究生代春龙和胡琳钰为该论文的共同第一作者，徐茂文教授为最后通讯作者。

锂硫电池被认为是下一代能量存储系统之一。然而，由于活性物质硫及其放电产物硫化锂导电性差，放电过程中的体积膨胀，以及多硫化物溶解等问题，致使电池比容量较低，容量衰减快，倍率性能差，严重阻碍了锂硫电池的商业化进程。针对这些问题，徐茂文教授课题组设计并合成了由空心纳米管组成的相互交联的中国结状NiCo₂S₄作为硫的载体，提高了锂硫电池的电极材料的循环稳定性和比容量。良好的电化学性能主要归因于：(i) 一维的纳米管相互穿插形成独特的中国结状结构，促进了电子的快速传导；(ii)空心的管状结构在放电过程中可以缓解硫的体积膨胀，限制多硫化物的溶解，提高电池的循环稳定性；(iii) 实验和理论计算表明，NiCo₂S₄不但可以吸附极性的多硫化物，通过化学作用，抑制多硫化物之间的溶解，还可以催化多硫化物之间的转化反应。

该研究工作得到国家自然科学基金和中央高校基本业务费项目资助，与美国德州大学Graeme Henkelman教授、麻省理工大学陈育明博士共同合作完成。

   徐茂文教授团队在过去一年中在能源领域取得了一系列进展，以西南大学为第一单位在材料、能源和化学领域国际专业期刊发表了多篇研究论文，如Adv. Energy Mater., 2018, 1800709；Adv. Funct. Mater., 2018,28,1704443；Angew.Chem. Int.Ed. 2018,57,1963；Energy Storage Mater., 2018, 10, 10.；Energy Storage Mater., 2017, 8, 202； Chem. Sci., 2018, 9, 666等

附论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.08.065