近日，纺织科学与工程学院2018级硕士研究生冯阳同学以第一作者在材料科学领域国际著名学术期刊《Energy Storage Materials》（影响因子16.28）上发表综述性论文“Towards High Energy Density Li-S Batteries with High Sulfur Loading: from Key Issues to Advanced Strategies”。《Energy Storage Materials》是Elsevier出版社旗下的顶级期刊，在材料科学领域具有权威影响力。天津工业大学纺织科学与工程学院为第一单位，我院康卫民教授和邓南平博士后等为通讯作者。
Li-S电池具有超高的理论能量密度（2600 Wh/kg），拥有原材料丰富、价格低廉以及环境友好等优点，被认为是最具吸引力的下一代二次电池之一。然而，Li-S电池也存在着单质硫导电性差、活性物质利用率低、多硫化物的“穿梭效应”严重，缓慢的氧化还原动力学以及锂枝晶等诸多问题。上述问题的存在阻碍了Li-S电池商业化进程。
图片来源：纺织科学与工程学院
该论文主要从Li-S电池的核心问题出发，对近年来Li-S电池的发展方向进行综述，就多硫化物吸附、催化转化和负极保护等方面的最新进展进行了详细阐述，围绕未来Li-S电池发展方向做出了展望，并相应提出了一些切实可行的方案与策略。在过去的几十年里，研究者们进行了不断地探索，提出了一系列有效策略来解决上述问题。该论文从多硫化物吸附，电催化以及安全角度三个方面综述了最新研究进展，详细分析了深层次机理，具体如引入中空结构、片状结构等结构设计或制备非电中性材料、极性材料等新型材料，通过物理或化学的作用来抑制穿梭效应；通过引入不同维度的电催化物质加快了氧化还原反应，进一步提升了电池性能；对电解质、隔膜以及负极进行结构设计、材料改性等，来改善电池的稳定性和安全性，为Li-S电池的发展提供了思路。
图片来源：纺织科学与工程学院
论文指出了现有纳米材料和表征技术在Li-S电池应用研究中存在的问题与挑战，并对Li-S电池材料提出了详细建议。随着新技术的不断发展，有望实现高比能Li-S电池的产业化，推动Li-S电池在智能设备以及电动汽车中的商业化应用。
近年来，纺织科学与工程学院紧紧围绕国家一流学科建设方向，成立“纺织未来技术研究中心”，面向国家和行业重大需求，不断加强创新，提升人才培养质量，显著提升了我校纺织学科的国际影响力。冯阳同学研究生期间勤奋努力、刻苦钻研，研二期间已以第一作者在材料领域期刊投稿研究论文2篇。该成果获国家自然科学基金面上项目和天津市自然科学基金面上项目资助。
论文链接：Y. Feng, G. Wang, J. Ju, Y. Zhao, W. Kang, N. Deng, B. Cheng, Energy Storage Materials, (https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.06.043)