21世紀(jì)以來，能源與環(huán)境問題日益凸顯，發(fā)展綠色、高效的新能源存儲技術(shù)迫在眉睫。鋰硫電池作為一種高比能二次電池，具有價(jià)格低廉、儲備豐富、環(huán)境友好等特點(diǎn)，被譽(yù)為鋰離子電池之后下一代動(dòng)力電池體系的發(fā)展方向。鋰硫電池中多硫化鋰的“穿梭效應(yīng)”是造成電池性能衰退的主要原因，阻礙其進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用。

針對這一問題，近日，化工學(xué)院李明濤課題組設(shè)計(jì)開發(fā)了一種具有二維結(jié)構(gòu)g-C3N4/石墨烯保護(hù)層的正極材料，獲得了長循環(huán)壽命的鋰硫電池。論文《一種二維層狀g-C3N4/石墨烯復(fù)合型正極夾層增強(qiáng)鋰硫電池循環(huán)性能研究》發(fā)表在國際著名期刊《可持續(xù)能源材料化學(xué)》(ChemSusChem)并入選為封面文章。西安交大屈龍講師為第一作者，李明濤副教授為第一通訊作者，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室戴勝教授為共同通訊作者。

該工作創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了一種二維插層結(jié)構(gòu)的g-C3N4/石墨烯夾層，如同在電池正負(fù)極之間構(gòu)建了多層“防鯊網(wǎng)”，不僅能通過物理和化學(xué)雙重作用阻擋多硫化物在正負(fù)極之間穿梭，還能加快Li+的擴(kuò)散，從而大大提升電池的循環(huán)壽命。該論文對提升鋰硫電池電化學(xué)性能及進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化具有理論指導(dǎo)意義。

李明濤副教授課題組長期從事新一代二次電池正極材料及鋰離子電池固態(tài)電解質(zhì)等材料的開發(fā)與應(yīng)用，近期在著名國際期刊上發(fā)表SCI論文多篇。