近日，浙江萬(wàn)里學(xué)院碳中和研究院以第一單位在國(guó)際頂級(jí)期刊AdvancedMaterials上發(fā)表題為“UndercoordinationChemistryofSulfurElectrocatalystinLithium-SulfurBatteries”（鋰硫電池催化劑設(shè)計(jì)中的欠配位化學(xué)）的綜述論文。

AdvancedMaterials是材料科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊，主要發(fā)表功能材料化學(xué)和物理前沿的高質(zhì)量研究文章、綜述、評(píng)論及展望，2023年影響因子為29.4。據(jù)悉，這是該校首次以第一完成單位在AdvancedMaterials期刊發(fā)表研究成果。文章通訊作者為陳忠偉、王新，第一作者為該校青年教師王加義。

目前，商業(yè)化的鋰離子電池幾乎已經(jīng)開發(fā)至理論容量極限，因此開發(fā)新的電池體系顯得尤為必要。鋰硫電池作為一種新型鋰離子電池，以硫作為正極，鋰作為負(fù)極，通過硫的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)可逆充放電循環(huán)。硫正極的理論比容量高達(dá)1675mAhg-1，在與鋰負(fù)極匹配后，理論能量密度能夠達(dá)到2600Whkg-1。同時(shí)，硫正極還具有價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是極具潛力的下一代高容量電極材料。

然而，鋰硫電池的商業(yè)化進(jìn)程仍然受制于一些技術(shù)問題局限，包括多硫化鋰穿梭效應(yīng)明顯，硫物種轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)緩慢，循環(huán)穩(wěn)定性低等。大量研究表明，在鋰硫電池體系中引入硫催化劑可以抑制多硫化鋰穿梭效應(yīng)，加快硫物種轉(zhuǎn)化，提升反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，因此對(duì)硫催化劑進(jìn)行改性，提升其催化活性，成為鋰硫電池研究的重點(diǎn)。

這篇論文總結(jié)了硫催化劑設(shè)計(jì)中欠配位化學(xué)的最新進(jìn)展，匯總了典型的欠配位材料結(jié)構(gòu)和實(shí)施策略，并詳細(xì)介紹其潛在作用機(jī)制，從多硫化鋰吸附行為、多硫轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)、電子/離子輸運(yùn)和動(dòng)態(tài)重構(gòu)四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，并對(duì)欠配位化學(xué)的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

據(jù)悉，浙江萬(wàn)里學(xué)院碳中和研究院于2022年成立，是一個(gè)人才培養(yǎng)、學(xué)術(shù)研究和成果產(chǎn)業(yè)化相結(jié)合的研究型開放平臺(tái)。研究院主要致力于鋰硫電池、鋰離子電池、鈉離子電池、氫能及燃料電池等前沿領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)研究和技術(shù)研發(fā)，努力搭建浙江省聯(lián)動(dòng)科研與產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化平臺(tái)，加強(qiáng)科研與產(chǎn)業(yè)化的互動(dòng)。