中國科技大學(xué)錢逸泰院士團(tuán)隊(duì)和王功名教授課題組通過實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方式，研究了金屬鈷基化合物在鋰硫化學(xué)中的動(dòng)力學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)鈷基化合物中陰離子的價(jià)電子的p能帶中心相對(duì)費(fèi)米能級(jí)的位置，是影響鋰硫電池界面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的主要因素。該研究成果日前發(fā)表在國際頂級(jí)能源材料期刊《焦耳》雜志上。

鋰硫(Li-S)電池因高理論比容量、能量密度以及低成本等優(yōu)勢而備受關(guān)注。但充放電過程中間產(chǎn)物多硫化鋰的溶解引起穿梭效應(yīng)，嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。

科研人員通過對(duì)轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)性能的研究，發(fā)現(xiàn)制備的金屬鈷基化合物表現(xiàn)出完全不同的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)行為。

DFT模擬結(jié)果以及同時(shí)電荷差分密度分析表明，通過嘗試關(guān)聯(lián)不同鈷基化合物的陰離子價(jià)帶的p能帶中心位置與多硫化合物電化學(xué)轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)改變陰離子價(jià)電子的p能帶中心相對(duì)費(fèi)米能級(jí)的位置，能夠有效調(diào)控界面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，從而成為影響Li-S化學(xué)動(dòng)力學(xué)性能的主要因素。這一成果將為Li-S電池應(yīng)用研發(fā)起到指導(dǎo)作用。