中國科學院理化所高性能鋰硫電池研究獲進展

3D S@ PGC復合物形貌和元素分布：(a-c)為在不同放大倍數下的SEM圖片，(d-f)為TEM圖片及對應形貌中C和S的分布

作為鋰離子電池的正極材料，硫的高理論容量（1675 mAh g?1）引起了人們的極大關注。但是，硫具有不導電、中間產物聚硫鋰溶于電解質、體積膨脹嚴重等缺點，這些問題使得鋰硫電池的大規模應用面臨諸多挑戰，包括安全性、倍率性能和循環穩定性等。

為了克服這些問題，中國科學院理化技術研究所功能高分子材料研究中心發展了一種在三維多孔碳（3D PGC）結構中原位制備并負載硫的新方法，硫在保持納米分散的前提下，負載量達到90%，創造了硫的最高負載量紀錄，電極初始比容量高達1382 mAh g-1；硫的原位負載還形成碳硫鍵，顯著提高了電極材料的充放電循環穩定性，經過1000次循環后，平均每次循環的容量衰減僅為0.039%，達到了當前的最高循環穩定性。因此，這一材料在提高硫的負載及利用效率的同時，還提高了電極材料3D S@PGC的充放電循環穩定性，為新一代鋰離子電池電極材料的設計開拓了新思路。

相關研究結果發表在國際期刊《自然·通訊》上（Nature Communications 2016, 7, 10601）。隨后，國際著名碳材料學家Rodney Ruoff教授和中國科學技術大學教授季恒星在《物理化學學報》雜志上撰寫亮點文章（Acta Phys. Chim. Sin. 2016, 32, 797），對以上研究成果的創新性進行了評價。該研究工作得到中國科學院“百人計劃”和國家自然科學基金的大力支持。