近日，西南大學(xué)材料與能源學(xué)院徐茂文教授綠色電源團(tuán)隊(duì)在改善室溫鈉硫電池反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面取得了新突破，相關(guān)研究成果“Nickel hollow spheres concatenated by nitrogen-doped carbon fibers for enhancing electrochemical kinetics of sodium-sulfur batteries”發(fā)表在《Advanced Science》國(guó)際TOP期刊上，影響因子為15.8。該工作第一作者為我校2017級(jí)博士郭秉淑，最后通訊作者為徐茂文教授，西南大學(xué)為唯一完成單位。

 

       為解決室溫鈉硫電池金屬鈉與單質(zhì)硫的反應(yīng)活性低、電池充放電過(guò)程中多硫化鈉中間體易溶解穿梭以及硫的絕緣性與體積膨脹問(wèn)題，徐茂文教授課題組利用靜電紡絲技術(shù)，設(shè)計(jì)合成了一種由氮摻雜碳纖維串連鎳空心組成的網(wǎng)絡(luò)狀復(fù)合材料，用于負(fù)載單質(zhì)硫。在該復(fù)合物中，每一個(gè)鎳空心單元不僅可以緩解硫在充放電過(guò)程中的體積膨脹，還可以提高正極材料的導(dǎo)電性。同時(shí)，XPS測(cè)試證明少量的單質(zhì)鎳在載硫過(guò)程中被硫化，產(chǎn)生了極性的Ni-S鍵，可以對(duì)可溶的多硫化鈉中間體進(jìn)行有效的吸附，這更有利于單質(zhì)鎳催化其轉(zhuǎn)化為不溶的硫化鈉，電池輸出高的放電容量。此外，還通過(guò)原位拉曼監(jiān)測(cè)了電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中單質(zhì)硫的變化，分析了所制備的S@Ni-NFCs電極表現(xiàn)出了卓越的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性原因。