复合碳纳米材料提升电池能量密度

在科技部“973”计划、国家自然科学基金项目的支持下，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室官轮辉研究小组与新加坡南洋理工大学徐梽川博士合作，通过新颖的结构设计，将多壁碳纳米管填充在空心的多孔碳纳米管中，合成出了一种新型的管中管复合碳纳米材料。

该材料提高了硫的导电性，抑制了多硫化物的溶解，并提供大的孔体积来提高硫的负载量。合成的硫/碳复合材料作为锂硫电池的正极材料，表现出高的比容量、良好的循环性能和优异的倍率性能。该研究表明，设计合成具有大孔体积的复合碳材料可作为一种有效的策略来提高锂硫电池的电化学性能和能量密度，相关研究成果发表在《先进材料》上。

锂硫电池的能量密度是目前商品化锂离子电池的3~5倍，同时硫具有成本低、环境友好、安全性能高等优点，能很好地满足未来动力电池的需要。然而在实际应用中，锂硫电池存在着硫的电导率低、放电过程中多硫化物的溶解以及充电过程中硫电极的体积膨胀等问题，这些问题导致硫正极的循环寿命短、容量衰减快以及能量效率低，从而限制了锂硫电池的实际应用。