我國鋰硫電池技術獲新沖破

人們對便攜式電子設備、電動車和大型智能電網等需求的不斷上升推動了能量存儲技術的快速發展。由于硫具有高的理論比容量、豐富的自然儲備、低成本和環境友好等特點，鋰硫電池被認為是一類有前景的下一代能量存儲系統。但是硫的導電性差、多硫化物的穿梭效應以及充放電循環中的體積膨脹等問題，依然制約著鋰硫電池的商業化進程。中空摻雜碳材料由于具有大的空腔能夠緩解體積膨脹，并且雜原子摻雜可以新增多硫化物的束縛能力，實現鋰硫電池的高比容量和長循環壽命。但是中空碳材料大多都是孤立的，這新增了材料的界面電阻，并且堆積的松散性也降低了電池的體積能量密度。發展相互連接的中空結構雜原子摻雜的碳材料作為硫主體材料關于提高鋰硫電池的性能具有緊要意義。

在國家自然科學基金（21471151，21673241）和我國科學院戰略性先導科技專項（XDB20030200）的資助下，中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點試驗室王瑞虎課題組利用離子聚合物包覆的ZIF-8核殼結構（ZIF-）作為前驅體，采用陰離子交換策略引入雙氰銨根離子（DCA），經高溫碳化誘導核殼結構分析并相互交聯，成功制備出一類相互連接的中空氮摻雜多孔碳材料（HNpC）。這種結構能夠減小材料的界面電阻，加強對多硫化物的吸附能力，提高活性物質的利用率，使得電池在8@ImIp2C的倍率下穩定循環800圈以后，仍能達到562mAhg-1的比容量，電化學性能分明優于傳統雜原子摻雜的碳材料。

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