近日，湖南師范大學(xué)周海青教授團(tuán)隊(duì)在《Advanced Powder Materials》上發(fā)表了高硫含量、核殼結(jié)構(gòu)S@Pt復(fù)合材料應(yīng)用于高性能、長(zhǎng)循環(huán)鋰硫電池的研究論文，文章題目：Outstanding long-cycling lithium?sulfur batteries by a core-shell structure of S@ Pt composite with ultrahigh sulfur content，doi.10.1016/j.apmate. 2021.09.006。本文得到國(guó)家自然科學(xué)基金（21903001）、國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金(Grant No. U1865207)和湖南省教育廳基金（20A062）等的支持。
目前，鋰離子電池在移動(dòng)電源、電化學(xué)能源存儲(chǔ)等方面獲得了重要進(jìn)展與廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)鋰離子電池依舊難以滿足電動(dòng)汽車等未來對(duì)能量密度的要求。鋰硫電池因其具有環(huán)境友好、放電比容量（1675 mAh g-1）和理論能量密度（2567 Wh kg-1）高等特點(diǎn)而獲得極大的關(guān)注并取得重大的進(jìn)展。盡管如此，鋰硫電池的發(fā)展依舊面臨硫的導(dǎo)電性差和多硫化物可溶于醚類電解液，形成穿梭效應(yīng)的重要挑戰(zhàn)。因此，有必要研發(fā)設(shè)計(jì)改變硫?qū)щ娦圆⒁种贫嗔蚧锎┧笮?yīng)的硫電極復(fù)合材料新思路。本文提出并設(shè)計(jì)了一種新的硫表面原位包覆方法，通過一步濕化學(xué)法制備出具有核殼結(jié)構(gòu)的S@Pt復(fù)合材料，通過制備過程中調(diào)節(jié)S和Pt的比例，調(diào)控S@Pt復(fù)合材料中的S含量，并通過對(duì)電極材料的電化學(xué)測(cè)試、第一性密度泛函理論計(jì)算等開展電池循環(huán)性能、Pt對(duì)多硫化物吸附作用機(jī)理研究，闡明了Pt與多硫化物的化學(xué)相互作用機(jī)理。該方案的提出為原位包覆硫技術(shù)制備高硫含量復(fù)合材料提供了新的設(shè)計(jì)思路。本文以硫的原位包覆作為制備高硫含量復(fù)合材料的出發(fā)點(diǎn)，通過Pt在硫球表面的原位包覆，改善了硫材料的導(dǎo)電性，結(jié)合碳纖維插層，提高了硫復(fù)合材料的電化學(xué)性能，具體創(chuàng)新點(diǎn)包括以下兩點(diǎn)：(1) 采用一步濕化學(xué)法制備具有核殼結(jié)構(gòu)、高硫含量（85%）的S@Pt復(fù)合材料。目前暫未有酸性條件下，一步濕化學(xué)法制備核殼結(jié)構(gòu)S@Pt復(fù)合材料的研究，而對(duì)Pt納米片對(duì)多硫化物吸附的研究亦很少。本文的提出，解決了采用熱復(fù)合法制備硫復(fù)合材料時(shí)，部分硫材料將直接暴露在導(dǎo)電性硫載體材料外部的問題，避免了硫與醚類電解液的直接接觸。同時(shí)，解決了酸性條件下對(duì)硫球表面進(jìn)行原位包覆的關(guān)鍵問題。 (2) 確定Pt納米片在硫表面沉積和對(duì)多硫化物的吸附機(jī)理在本文中，利用核殼結(jié)構(gòu)和Pt對(duì)多硫化物的強(qiáng)吸附作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)多硫化物溶出效應(yīng)的抑制作用，并取得了較好的效果。同時(shí)，以碳纖維作為鋰硫電池的插層，進(jìn)一步改善了硫電極與電解液的接觸性能，降低了電池的界面電阻，提高了電池的整體電化學(xué)性能。借助第一性密度泛函理論計(jì)算等技術(shù)，證實(shí)了碳纖維和Pt對(duì)多硫化物的作用機(jī)理是本文解決的另一關(guān)鍵問題。
周海青，湖南師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，國(guó)家“四青”人才，湖南省“百人計(jì)劃”專家，湖南省湖湘高層次青年人才，“瀟湘學(xué)者”特聘教授、博導(dǎo)。2007年、2012年分別在湖南師范大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心（免試保研）獲得理學(xué)學(xué)士和博士學(xué)位。2012-2018年期間分別在新加坡南洋理工大學(xué)、美國(guó)萊斯大學(xué)和美國(guó)休斯敦大學(xué)從事博士后或訪學(xué)，導(dǎo)師分別為于霆教授、Smalley實(shí)驗(yàn)室James M. Tour教授以及德州超導(dǎo)中心主任任志鋒教授。研究領(lǐng)域主要包括氫能量子催化（光電制氫、電解水制氫、燃料電池）、等離子體協(xié)同催化以及二維材料的可控生長(zhǎng)和物性研究等。至今在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表論文85篇，第一或通訊作者（含共同一作）35篇，包括PNAS 1篇、Nat. Commun. 2篇、JACS 1篇、Energy Environ. Sci. 3篇、Nano Lett. 1篇等影響因子大于10的國(guó)際知名刊物18篇（近五年17篇）；研究成果被他引6100次以上，H指數(shù)為38，其中13篇論文入選過ESI高被引、2篇ESI熱點(diǎn)論文；申請(qǐng)美國(guó)或中國(guó)專利10項(xiàng)。研究成果多次被國(guó)際同行評(píng)為催化劑設(shè)計(jì)方向的“開創(chuàng)性工作”或 “突破性研究”。主持國(guó)家海外高層次青年人才項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、湖南省科技創(chuàng)新項(xiàng)目等課題；作為首席專家揭榜湖南省自科基金重大項(xiàng)目1項(xiàng)，等待立項(xiàng)公示。擔(dān)任中科院一區(qū)期刊《Materials Today Physics》副主編和《Materials Today Physics》、中國(guó)化學(xué)快報(bào)《Chinese Chemical Letters》客座編輯，以及《Nano Research》、《Energy & Environmental Materials》青年編委。
譚延亮，男，漢族，湖南省衡陽市人，博士，湖南省學(xué)科帶頭人，美國(guó)密歇根大學(xué)核工程及放射科學(xué)系博士后，國(guó)家公派日本弘前大學(xué)放射應(yīng)急研究所訪問學(xué)者。衡陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院院長(zhǎng)、教授，“智能信息處理與應(yīng)用”省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任，湖南省物理學(xué)會(huì)高師分會(huì)秘書長(zhǎng)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目1項(xiàng)、面上項(xiàng)目2項(xiàng)，省級(jí)項(xiàng)目4項(xiàng)；以第一作者發(fā)表論文40余篇，其中SCI論文23篇；以第一發(fā)明人獲得美國(guó)發(fā)明專利授權(quán)1項(xiàng)，中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)26項(xiàng)，其中6項(xiàng)入選湖南省重點(diǎn)發(fā)明專利；以第一完成人獲得湖南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖南省專利獎(jiǎng)1項(xiàng)。
莫玉學(xué)，衡陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院講師，2019年博士畢業(yè)于廈門大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，師從孫世剛院士。2019年入職衡陽師范學(xué)院，目前在湖南師范大學(xué)以訪問學(xué)者身份從事科學(xué)研究，研究方向?yàn)殡娀瘜W(xué)能源轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存材料。至今在相關(guān)研究領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，其中第一或通訊作者4篇，包括ACS Appl. Mater. Interfaces、Materials Today Energy、ChemElectroChem、ChemistrySelect。主持湖南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng)。
Mengqin Gao, Wan-Ying Zhou, Yu-Xue Mo, Tian Sheng, Yanhong Deng, Liezun Chen, Kai Wang, Yanliang Tan, Haiqing Zhou. Outstanding long-cycling lithium?sulfur batteries by a core-shell structure of S@Pt composite with ultrahigh sulfur content[J]. Advanced Powder Materials,doi:/10.1016/j.apmate.2021.09.006.https://pan.baidu.com/s/1fnEVxwabg89ImRkbiyI4sA
