针对上述问题,西安交通大学化工学院唐伟教授团队,上海理工大学彭成信教授和温州大学侴术雷教授合作,联合报道了一种在磷烯/石墨烯异质结构包覆纳米硫的牢笼结构作为硫正极。该二维磷烯/石墨烯异质结构有以下优点:(1)直接接触使界面面积大,加速离子和电子迁移;(2)石墨烯防止黑磷在制备和循环过程中发生结构和化学降解;(3)电化学分析和理论计算表明磷烯较低的费米能级促进电子间相互作用,诱导电子从石墨烯到磷烯的迁移,有利于多硫化物的吸附和转化。得益于这些优异的特性,该复合硫正极在6.1 mg cm-2的高硫负载和5.7 mL g-1的低电解液/活性硫比下具有5.57 mAh cm-2的高面容量。
这项工作展示了一种设计适用于贫电解液下硫正极的新策略,为解决多硫化物穿梭问题提供了新方法。近日以“Packing Sulfur Species by Phosphorene-Derived Catalytic Interface for Electrolyte-Lean Lithium–Sulfur Batteries”(基于黑磷/石墨烯催化异质结包覆活性硫物种的贫液锂硫电池)为题发表于国际权威期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,影响因子18.808)。西安交通大学化学工程与技术学院为本文的第一通讯单位,第一作者为西安交通大学周江奇博士生,丹麦技术大学武甜甜博士为共同第一作者。通讯作者为西安交通大学唐伟教授,上海理工大学彭成信教授和温州大学侴术雷教授。该工作得到国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等项目的资助,西安交通大学分析测试中心提供了大量测试表征支持。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202106966
文章来源:西安交通大学
唐伟,博士,2016年博士毕业于新加坡国立大学,西安交通大学教授,博士生导师,西安交通大学青年拔尖人才支持计划A类资助、陕西省青年计划获得者。唐博士长期从事电化学储能以及新能源材料的研究工作,研究兴趣包括水系锂电池、锂/钠/钾离子电池、锂硫电池以及锂金属电池。唐博士的工作致力于材料开发、以及利用多种原位检测手段对于材料的储能效用进行评价,以此来辅助对于材料的进一步改性和性能提升,先后国际顶级期刊发表学术论文40篇,其中第一作者19篇,包括J. Am. Chem. Soc. (2)、Adv. Mater. (1)、Nano Lett. (1)、Energy Environ. Sci.(2)、Nat. Energy (1,评论)等。