鋰硫電池因具有顯著的理論比容量(1672 mAh·g−1)和理論能量密度(2600 Wh·kg–1)而有望取代目前商用的鋰離子電池。然而活性材料的不可逆損失，緩慢的硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程、不可控的鋰枝晶生長等問題嚴(yán)重限制了其電化學(xué)性能發(fā)揮和使用安全性。

西南科技大學(xué)宋英澤課題組該團(tuán)隊(duì)利用國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室軟X射線成像光束線站(BL07W) 開展針對二次電池關(guān)鍵材料的同步輻射X射線三維納米斷層掃描成像，分別獲取來自雙核銅金屬有機(jī)小分子配合物催化劑內(nèi)部Li2S的沉積信息，獲得了CP/Cu-2-T內(nèi)部空間沉積的Li2S的準(zhǔn)確信息及解析了Li2S在Co-VC、VC和Super P三種基底材料上的沉積和空間分布情況，在均相/非均相銅有機(jī)配合物協(xié)同調(diào)控鋰硫電池電化學(xué)反應(yīng)、基于電解液工程設(shè)計(jì)同核銅配合物用作鋰硫電池均相催化劑及尺寸效應(yīng)下的V2C MXene球負(fù)載Co原子用于調(diào)控鋰硫化學(xué)方面取得一系列重要研究進(jìn)展。

圖1 使用Cu-ETL INT、Cu-ETL和Cu-INT在碳基底上沉積Li2S的同步輻射X射線3D納米CT圖像，其中紅色、藍(lán)色分別是Li2S和碳基材。

相關(guān)工作分別以“Integrated Design of Homogeneous/Heterogeneous Copper Complex Catalysts to Enable Synergistic Effects on Sulfur and Lithium Evolution Reactions”為題發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Angwandte Chemie International Edition、以“An Electrolyte Engineered Homonuclear Copper Complex as Homogeneous Catalyst for Lithium–Sulfur Batteries”為題發(fā)表在Advanced Materials及以“Seeding Co Atoms on Size Effect-Enabled V2C MXene for Kinetically Boosted Lithium–Sulfur Batteries”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。