近日，鄭州大學材料科學與工程學院國家低碳環(huán)保材料智能設計國際聯(lián)合研究中心邵國勝教授團隊張鵬教授課題組在電紡柔性纖維助力高能量密度鋰硫電池方面取得進展，研究成果以題為“Lithium–Sulfur Batteries Meet Electrospinning: Recent Advances and the Key Parameters for High Gravimetric and Volume Energy Density”的綜述論文發(fā)表在材料領(lǐng)域期刊《Advanced Science》上。鄭州大學為第一完成單位，材料科學與工程學院2018級博士研究生張永上為第一作者，張鵬教授為通訊作者。

鋰硫電池以其超高的理論比容量和理論能量密度而受到廣泛的研究，被認為是具有前景的下一代高能量密度儲能體系。然而，穿梭效應、導電性差、體積膨脹和鋰枝晶過度生長等問題嚴重阻礙了鋰硫電池的商業(yè)化進程。在眾多解決鋰硫電池面臨問題的方法中，電紡纖維以制備方式簡單、結(jié)構(gòu)多樣、柔韌性好和成分可調(diào)，并且易于與其他材料制備相結(jié)合等特點而受到了廣泛的應用，在解決鋰硫電池的問題方面展現(xiàn)出了巨大的潛力。該工作以電紡為出發(fā)點，詳細的探索了電紡纖維在鋰硫電池中應用的結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)越性，并將電紡纖維在鋰硫電池中的應用劃分為正極宿主、夾層、隔膜和負極宿主四種類型，為電紡纖維的設計提供了豐富的案例。重要的是，該研究系統(tǒng)評估了以電紡纖維為基礎(chǔ)實現(xiàn)500 Wh kg-1和700 Wh L-1鋰硫電池關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)學模型，在理論上為實現(xiàn)高能量密度鋰硫電池的設計提供了參考依據(jù)，推動柔性儲能器件向低成本和實用化方向發(fā)展。

該研究得到了國家自然科學基金、河南省優(yōu)秀青年基金、鄭州大學材料學科青年創(chuàng)新專項基金和鄭州新世紀材料基因組工程研究院等的支持。

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202103879