黄云辉教授 Angewandte：具有高密度活性位点的C60-S超分子复合物作为锂硫电池的正极- 大数跨境

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黄云辉教授 Angewandte：具有高密度活性位点的C60-S超分子复合物作为锂硫电池的正极

科学材料站

2021-05-03

导读：本文通过一种简单的一步法开发了一种新型的C60-S超分子复合物，该复合物具有高密度的LiPSs吸附活性位，相较于只有表层原子才能起到吸附作用的传统吸附剂

文章信息

具有高密度活性位点的C60-S超分子络合物作为锂硫电池的阴极

第一作者：向经纬，沈王强

通讯作者：黄云辉*，卢兴*，袁利霞*

单位：华中科技大学

研究背景

发展高性能、资源丰富的储能技术是解决当前能源危机、实现可持续发展的重要保障。锂硫（Li-S）电池由于其理论能量密度高和低成本而被认为是下一代可再充电电池最有希望的候选者之一。

不幸的是，S的导电性差和众所周知的“穿梭效应”源于中间多硫化锂（LiPS）的溶解和扩散，共同导致S利用率低和循环稳定性差，从而极大地阻碍了Li-S电池的实际应用。

文章简介

基于此，华中科技大学黄云辉教授等合作。在国际顶级期刊Angewandte Chemie上发表题为“A supramolecular complex of C60‐S with high‐density active sites as cathode for lithium‐sulfur batteries”的研究工作。

本文通过一种简单的一步法开发了一种新型的C60-S超分子复合物，该复合物具有高密度的LiPSs吸附活性位，相较于只有表层原子才能起到吸附作用的传统吸附剂，C60-S8超分子复合材料对多硫化物的具有更高的吸附效率，可作为Li-S电池的正极材料。

本文要点

要点一：得益于共晶体结构，本文涉及到的C60-S复合物中100％的C60分子都可以提供LiPSs吸附的活性位点，这要优于常规吸附剂。

要点二：此外，与S的导电性差相比，C60-S中的锂化C60核具有优良的电导率，有助于促进复合正极内部的离子迁移，从而促进LiPS的氧化还原转化。

要点三：与传统的S正极相比，C60-S复合正极在低的E / S比和高的S面载量下依然表现出优异的循环稳定性，这一结果更接近实际应用条件。

文章链接

A supramolecular complex of C60‐S with high‐density active sites as cathode for lithium‐sulfur batteries

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202016247

通讯作者介绍

黄云辉，教授，博导，教育部“长江学者”特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，国务院政府特殊津贴获得者。

分别于1988、1991和2000年在北京大学获得学士、硕士和博士学位；2002年任复旦大学副教授，期间在日本东京工业大学作为JSPS研究员开展合作研究，2004-2007年在美国得州大学奥斯汀分校工作，2008年回国到华中科技大学工作，2010-2016年任材料科学与工程学院院长。主要研究领域为锂离子动力与储能电池、下一代锂硫电池和锂-空气电池、钠离子电池、固体氧化物燃料电池，在Science、Chem. Soc. Rev.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、Adv. Energy Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.等学术期刊上，发表学术论文累计320余篇，其中ESI高被引论文48篇、热电论文9篇，2篇论文入选年度“中国百篇最具影响力的国际论文”，引用近1.8万余次，授权或公开专利30余项。2012年获中国侨界贡献奖（创新人才），2015年获教育部自然科学一等奖、2016年获国家自然科学二等奖（均排名第一）。

卢兴，华中科技大学材料学院/副院长，教授，中组部人才计划入选者和国家杰出青年基金获得者。

长期从事富勒烯类新型碳材料的基础研究与应用开发，在金属杂化碳分子的精准构筑、化学改性与可控组装等方面取得了系列有影响的结果。在J. Am. Chem. Soc.（19篇），Angew. Chem. Int. Ed.（15篇）和Chem. Sci. （8篇）等期刊发表论文130余篇，主编专著5部，参写5部（章节），受邀撰写综述16篇。5次担任国际会议（共同）主席，邀请报告及受邀讲学数十次。获得第十二届“中华人民共和国驻日本大使奖”和第七届日本富勒烯学会“大泽赏”。

课题组介绍

动力与储能电池实验室成立于2008年，以华中科技大学材料科学与工程学院、材料成形与模具技术国家重点实验室为依托，研究方向主要包括锂离子动力与储能电池、下一代电池以及关键材料等。实验室承担了国家杰出青年基金科学项目、国家自然科学重点、面上及青年基金、科技部863项目、国际合作项目以及企业横向课题等。锂离子电池正极材料、电池快充关键技术、电池健康状态超声检测技术及设备等一批成果已实现成果转化和应用。实验室成立十年来，共培养博士和硕士研究生100余名，其中已毕业的博士研究生中80%赴美国、欧洲等（如麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、佐治亚理工大学、得州大学奥斯汀分校、马里兰大学等）从事博士后研究。“储能用高性能复合电极材料的构筑及协同机理”获2015年教育部自然科学一等奖和2016年国家自然科学二等奖。

课题组网站：sysdoing.mat.hust.edu.cn