近日， 我院钱逸泰院士团队熊胜林教授课题组在锂硫电池正极材料的研究方面取得重要进展。研究人员利用一种微孔和空心孔径结构并存的一维管状碳材料为载体，成功的应用到锂硫电池的研究中。相关研究成果以“Hierarchical Carbon Nanotubes with a Thick Microporous Wall and Inner Channel as Efficient Scaffolds for Lithium–Sulfur Batteries”为题在线发表在《先进功能材料》（Adv. Funct. Mater.，2016，DOI: 10.1002/adfm.201504835；I.F. = 11.805）。该研究论文的第一作者是我院2014级博士生弭侃。
锂硫电池作为一种新型的二次电池，近几年来越发受到各国研究人员的青睐。由于作为正极活性物质的硫单质具有储量丰富，价格低廉等诸多优点并且硫的理论比容量和能量密度分别高达1672 mAh g−1和2600 Wh kg−1，远高于现在市场化的锂离子电池；故而，锂硫电池被认为是一种非常有潜力的储能系统。但是由于单质硫的导电性极低，相应的多硫化物在外侧电解液中的扩散，硫和放电产物在充放电过程中的体积膨胀造成的结构塌陷等问题限制了锂硫电池的进一步应用。
针对上述挑战，熊胜林教授研究组利用水热合成技术，经过高温煅烧等步骤，制备了一种独特结构的管状碳材料，进一步通过熔融-扩散的方法获得碳-硫复合材料。该碳材料外侧管壁具有富含丰富的微孔孔道，可以有效的吸附多硫化物的溶出；而中间的空腔部分不仅可以负载更多的硫单质，还可以起到在电化学反应过程中缓解其体积膨胀的作用。两者的结合保证了复合材料良好的电化学性能。同时，通过对不同放电截止电压的对比，实现了该种硫碳复合材料在合适的工作电压窗口下容量的最大化。该研究成果为锂硫电池碳载体的优化设计提供了合理的方向。
该研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学杰出青年基金等项目的资助。
附文论链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201504835/full
