鋰硫電池的能量密度是目前商品化鋰離子電池的3-5倍，同時(shí)硫具有成本低、環(huán)境友好、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足未來(lái)動(dòng)力電池的需要。然而在實(shí)際應(yīng)用中，鋰硫電池存在著硫的電導(dǎo)率低、放電過(guò)程中多硫化物的溶解以及充電過(guò)程中硫電極的體積膨脹等問(wèn)題，這些問(wèn)題導(dǎo)致硫正極的循環(huán)壽命短、容量衰減快以及能量效率低，從而限制了鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用。
在科技部“973”計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室官輪輝研究小組與新加坡南洋理工大學(xué)徐梽川博士合作，通過(guò)新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將多壁碳納米管填充在空心的多孔碳納米管中，合成出一種新型的管中管復(fù)合碳納米材料。作為硫的優(yōu)良載體，該材料有效提高硫的導(dǎo)電性，抑制多硫化物的溶解，并提供大的孔體積來(lái)提高硫的負(fù)載量。合成的硫/碳復(fù)合材料作為鋰硫電池的正極材料，表現(xiàn)出高的比容量、良好的循環(huán)性能和優(yōu)異的倍率性能。該研究表明，設(shè)計(jì)合成具有大孔體積的復(fù)合碳材料可作為一種有效的策略來(lái)提高鋰硫電池的電化學(xué)性能和能量密度，相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上（Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201401191）。
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