王瑞虎课题组：高能量密度锂硫电池研究取得新进展

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锂硫电池由于高的理论容量和能量密度以及硫的低成本和环境友好等优势被视为最有应用前景的高容量存储体系之一。然而，Li-S电池的商业化应用仍面临着固体硫化物的绝缘性，可溶性多硫化物的穿梭效应以及充放电过程硫的体积变化大等挑战。这些问题通常导致硫的利用率低，循环寿命差，甚至一系列安全问题。如何在高含硫和高载硫条件下同时实现锂硫电池高的质量容量、面容量、体积容量以及长循环寿命，已成为当前研究的热点之一。

CoB/NBC异质结纳米片的合成示意图

       在国家自然科学基金（21975259, 21673241）、国家重点研发计划（2019YFA0210403）和中科院战略重点研究计划（XDB20000000）的资助下，中科院福建物构所结构化学国家重点实验室王瑞虎课题组利用ZIF-67包覆的ZIF-8作为前驱体，通过界面工程和形貌设计，构筑了一类异质结纳米片（CoB/NBC）作为硫的主体材料。该异质结组份间的电子相互作用诱导了界面间电荷的重新分布，有效促进了电子/离子的传输和多硫化物转化。CoB中的B和Co原子都能够键合多硫化物，表现出双亲硫特性，提高了原子利用效应。CoB/NBC的高导电性和催化效应能够促进多硫化物的氧化还原动力学，诱导Li2S的均匀沉积。CoB/NBC-S正极在高含硫和高载硫条件下，取得1309 mA h g-1的质量容量、7.59 mA h cm-2的面容量和1355 mA h cm-3的体积容量。该研究成果发表在Advanced Materials（Adv. Mater. 2021, 2102338, DOI: 10.1002/adma.202102338），第一作者是博士生李忠林。
        文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202102338


       文章来源：福建物构所
        王瑞虎，博士，研究员，博士生导师。山东临沂人，1998.7于山东曲阜师范大学化学系获学士学位，1998.9-2004.8师从中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿院士研究多功能有机配体超分子化合物的合成、结构和性质。2002.5-2003.2在香港理工大学陈新滋院士组从事手性金属有机化合物的合成和催化的研究。2004.9-2008.9先后在美国爱达荷大学化学系Jean'ne M. Shreeve组、美国堪萨斯大学Center for Environmentally Beneficial Catalysis 从事含金属的功能离子液体的合成和催化，绿色含能离子盐的合成、CO2溶胀介质中的可溶性聚合物负载铑催化的氢甲酰化反应研究。曾获中国科学院彭荫刚奖学金（2001），中科院院长奖学金优秀奖(2004)，中国科学院宝钢教育奖(2004)。已在国际重要学术期刊上发表论文100篇，被引用1500多次。2008年10月回中国科学院福建物质结构研究所应用化学研究室工作，2009年3月入选中国科学院百人计划，2012年4月入选福建省高层次创业创新人才。目前主持承担国家973计划课题，国家自然科学基金面上项目、福建省自然科学基金重点、面上项目等课题。主要从事多孔材料的纳米催化、能源存储和转化等研究。