近日，西南大學材料與能源學部徐茂文教授課題組在設計開發高性能鋰硫電池研究上取得重要進展。相關研究成果以“Double-ShelledNiO-NiCo2O4HeterostructureCarbonHollowNanocagesasAnEfficientSulfurHostforAdvancedLithium-SulfurBatteries”為題發表在國際能源頂級期刊《AdvancedEnergyMaterials》(先進能源材料)上,該期刊影響因子為16.72。學校為該成果的第一完成單位，碩士研究生胡琳鈺和代春龍為該論文的共同第一作者，徐茂文教授為通訊作者。

隨著環境問題的日益嚴峻以及電子電動設備的迅猛發展，設計和開發高效的儲能設備勢在必行。鋰硫電池因具有高能量密度、髙理論容量、硫正極資源豐富、價格低廉以及環境友好等特點，被認為是下一代最有前景的能量存儲系統之一。然而，由于硫正極材料及其放電產物硫化鋰導電性差，充放電過程中的體積效應以及“穿梭效應”等問題，致使電池中硫的利用率低，容量衰減快，倍率性能差，嚴重阻礙了鋰硫電池的商業化進程。

針對這些問題，徐茂文教授課題組設計并合成了雙層核殼NiO-NiCo2O4異質結C空心納米籠作為硫的載體，并首次應用于鋰硫電池中。這種空心結構不僅能夠為硫的存儲提供充足的空間，還能有效應對硫充放電過程中的體積效應；此外，NiO-NiCo2O4異質結納米籠能夠利用自身組成的獨特優勢，有效抑制多硫化物溶解擴散并促進其轉化反應中的動力學過程，緩解電池的穿梭效應，充分體現了異質結的優勢。基于這種獨特的設計，該材料作為鋰硫電池的正極，表現出較高的比容量以及良好的循環穩定性。

該研究工作得到國家自然科學基金和中央高校基本業務費項目資助，與美國麻省理工大學陳育明博士合作完成。