南京工业大学汪俊岭

liangxiangfeng

汪俊岭，男，南京工业大学副教授。2015年毕业于安徽大学化学化工学院材料化学专业，获得学士学位；2020年毕业于中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室安全科学与工程专业，获得博士学位。研究方向涉及聚合物纳米复合材料、微纳结构电极材料可控构筑、电池安全隔膜设计等。目前以第一作者发表SCI论文15篇，其中2篇论文入选ESI高被引论文，1篇论文入选2019年中国百篇最具影响力国际学术论文。

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现代科技的快速进步导致人们对能源的依赖性大大提高。然而，化石燃料在自然界中储量有限。因而，人类不得不面对即将出现的能源危机。同时，化石燃料的使用也造成了严重的环境污染，继而对生态安全造成威胁。因此，亟需发展可再生清洁能源。锂硫电池（LSBs）作为一种新兴的电池能源，受到研究人员的热切关注。高能量密度特性（质量比能量和理论比容量分别可达到2600 Wh•kg−1和1675 mAh•g−1）赋予其极大的应用前景。此外，单质硫具有资源丰富、价格便宜以及环境友好的优势。目前，LSBs已经成为世界各国在储能领域争相追逐的研究热点。然而，LSBs的商业化仍面临严峻的挑战。首先，多硫化物极易溶于电解液中，导致活性物质急剧流失，从而恶化电池性能；其次，多硫化物易与锂负极反应形成离子绝缘性的Li2S2及Li2S，并沉积于锂负极表面，增加了Li+传输阻力；同时，该反应易加剧锂枝晶生长而刺穿电池隔膜，引发电池短路。值得注意的是，商业隔膜的低热稳定性和高度易燃性也增加了电池的安全隐患。

       研究发现，通过复合正极设计和隔膜改性可有效抑制多硫化物穿梭效应，继而提升电池性能。复合正极制备工艺往往较为复杂，不适合规模化。相比之下，利用功能材料对商业隔膜涂覆改性，以实现阻隔或吸附多硫化物的方法，具备操作简单、易于规模化的特点。因此，开发出性能优异以及更高热稳定性的隔膜来提升电池性能是当前备受关注的策略。
        南京工业大学汪俊岭等通过结构设计策略得到了杂原子掺杂碳/二硫化钴材料（CoS2/NSCNHF）。该材料对多硫化物存在优良的化学吸附作用，即杂原子掺杂碳的Keesom力作用，以及CoS2的路易斯酸碱作用。同时，CoS2本身也具备优异的电催化作用，能够促进多硫化物的转化。此外，碳结构具备物理阻隔及吸附作用，且该导电特性有助于反应动力学提升，继而激活“死硫”、“死锂”，降低活性物质损失。利用上述功能材料对商业隔膜进行改性，能够获得相应的改性隔膜（CoS2/NSCNHF@C）。相对于商业隔膜，改性隔膜显示出更高的热稳定性和火安全性能。结果表明，使用改性隔膜后，电池的循环及倍率性能均明显提升。同时，改性隔膜具有一定的抑制枝晶生长能力，这大大降低了枝晶刺穿隔膜而引发电池短路的可能性。总的来说，改性隔膜可赋予电池更高的电化学和安全性能。