刘天西/缪月娥EnSM: 氧官能化多孔框架上的可调电场分布触发的柔性锂硫全电池的多尺度均匀锂调控

具有高理论能量密度的锂硫（Li-S）电池长期以来一直被认为是一种很有前途的储能系统。尽管如此，在实际应用中很难同时实现无枝晶锂金属负极和稳定的硫正极，这也限制了其大规模应用。

为了解决这个问题，东华大学刘天西教授、缪月娥副研究员等人在此设计了一种氧官能化的介孔碳纳米纤维框架，其装饰有分布良好的镍纳米颗粒作为两个电极的双功能主体。理论和实验的结合结果表明，氧化和介孔结构产生的可调电场可以有效地促进局部纳米纤维和整个电极水平的无枝晶锂金属的均匀成核和生长。同时，含氧基团与多硫化锂的强关联极大地减轻了穿梭效应，导致了令人印象深刻的循环稳定性。

图1. 半电池的性能测试结果

当将上述最佳电极耦合到具有2.0的超低负正容量比的柔性锂硫全电池时，新电池表现出卓越的电化学性能，在2.0 C下具有882 mAh g^-1的高倍率容量，且在 300次循环中，每循环仅有0.005%的极低容量衰减率。柔性锂硫电池在不同机械变形下表现出的稳定电化学性能为未来在基于双功能主体的柔性储能设备中的实际应用铺平了道路。

图2. 锂硫全电池的电化学性能

Multi-Scale Uniform Li Regulation Triggered by Tunable Electric Field Distribution on Oxygen-Functionalized Porous Framework for Flexible Li-S Full Batteries, Energy Storage Materials. 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.009

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刘天西/缪月娥EnSM: 氧官能化多孔框架上的可调电场分布触发的柔性锂硫全电池的多尺度均匀锂调控

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