武科大网讯 9月27日，材料工程领域和纳米能源领域著名学术期刊《Nano Energy（纳米能源）》（影响因子12.34）刊发了js官网耐火材料与冶金国家重点实验室和先进材料与纳米技术研究院的一项研究成果，题为“Freestanding carbon encapsulated mesoporous vanadium nitride nanowires enable highly stable sulfur cathodes for lithium-sulfur batteries” （基于自支撑碳包覆介孔氮化钒纳米线的高稳定性锂硫电池正极材料）(Nano Energy 2017, 40, 655-662)。js官网耐火材料与冶金国家重点实验室为第一单位，材料学专业一年级博士生李星星为第一作者，青年教师高标和霍开富教授为通讯作者，张旭明教授、付继江教授和硕士生丁康等参与了该项研究工作。
长续航能力的电动汽车是全世界所关注的热点问题，目前传统的锂离子电池能量密度低，难以满足现实的需求，研发高能量密度电池迫在眉睫。锂硫电池能量密度（2600 Wh/Kg）是目前锂离子电池的2-3倍，且硫在自然界含量丰富、低成本，是未来长续航动力电池的理想选择。然而，硫的导电性差、充放电过程中体积变化大，尤其是多硫化锂中间产物在正负极之间的溶解和穿梭效应等限制了其广泛应用。针对上述问题，js官网研究团队设计合成了一种基于碳包介孔氮化钒纳米线的新型锂硫电池正极材料。高导电性的碳包介孔氮化钒纳米线不仅可实现硫纳米颗粒的高载量负载，而且利用内核多孔氮化钒能对可溶性多硫化物强化学吸附性能和催化转化能力以及外壳微孔碳的物理限域作用，有效抑制了多硫化物的穿梭效应，提升了硫的电化学利用率、放电容量和循环稳定性。该项研究成果为开发高性能锂硫电池正极材料和提升动力电池的续航能力提供了新的思路。
前期研究中，该团队在霍开富教授的指导下，张旭明教授、高标博士与华中科技大学团队合作，设计合成了一种碳包硒中空纳米带复合正极材料。由于碳包硒纳米带的中空结构能有效缓解硒在锂化过程中的体积变化，同时外层的碳壳能够有效地抑制多硒化锂中间物向电解液中溶解和穿梭效应，该电极表现出优异的电化学性能和力学性能，有望应用于柔性和可穿戴的高性能锂硒电池等领域。相关研究结果发表在材料工程领域和纳米能源领域著名学术期刊《Nano Energy》（2017, 32, 1-9）上。
此外，该团队在纳米功能材料方面取得了一系列成果，今年以js官网为第一单位已发表高水平SCI论文10余篇，其中包含Journal of Materials Chemistry A, 2017, 5: 14422-14429 （影响因子8.8），Journal of Power Sources 2017, 345: 227-236（影响因子6.3），Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, 244: 38-46（影响因子5.7）以及Electrochemical Acta 2017, 237: 102-108（影响因子4.8）等。（耐火材料与冶金国家重点实验室）
