中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：鋰硫電池具有大的理論容量和高的能量密度，以及正極材料硫來(lái)源廣泛、環(huán)境友好等特點(diǎn)，有望成為下一代高性能鋰離子電池。但其商業(yè)化應(yīng)用仍存在諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，如固體硫化物的導(dǎo)電性差，可溶性多硫化物中間體的穿梭效應(yīng)以及充放電過(guò)程體積變化大等問(wèn)題，這些問(wèn)題導(dǎo)致低的硫利用率和循環(huán)壽命。如何在大幅提高放電性能和穩(wěn)定性的同時(shí)，限制多硫化鋰的穿梭效應(yīng)已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研究員王瑞虎課題組與大連理工大學(xué)教授田東旭合作，選用含有硼酸和氰基的有機(jī)配體，通過(guò)自聚法構(gòu)筑了含有三嗪環(huán)和硼氧六環(huán)兩種功能基元的二元共價(jià)有機(jī)框架（COF）。該研究不僅解決了多種配體通過(guò)傳統(tǒng)的正交法構(gòu)筑二元COF面臨的產(chǎn)物分離純化難的問(wèn)題，而且使用該COF作為硫的主體，利用其結(jié)構(gòu)規(guī)整、孔道均一和活性位點(diǎn)豐富等特點(diǎn)，為研究主體材料和多硫化物的化學(xué)吸附機(jī)制提供了理想模型。通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)三嗪環(huán)表現(xiàn)出強(qiáng)的親鋰性能，而硼氧六環(huán)表現(xiàn)出高的親硫性能，這種雙親性作用使TB-COF表現(xiàn)出優(yōu)良的多硫化物吸附能力，有效解決了多硫化物的穿梭效應(yīng)，大幅度提高了鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性能。
研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的資助，相關(guān)研究成果發(fā)表在Energy Storage Materials上，論文的第一作者是助理研究員肖助兵。
福建物構(gòu)所等在共價(jià)有機(jī)框架材料鋰硫電池應(yīng)用研究中取得進(jìn)展
