中國研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出由Fe1-xS修飾的介孔碳球納米反應(yīng)器，可用于鋰硫電池的正極。該團(tuán)隊(duì)由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的劉健教授和吳忠?guī)浗淌陬I(lǐng)導(dǎo)。Fe1−xS‐NC具有高比表面積（627 m2/ g），大孔容（0.41 cm3/ g），增強(qiáng)對鋰多硫化物的吸附和電催化過渡。該材料具有良好的多硫化物催化活性和循環(huán)穩(wěn)定性。

鋰硫電池的理論能量密度高達(dá)2600 Wh/kg，理論比容量為1675 mAh/g。然而，在充放電過程中，由于硫的轉(zhuǎn)換反應(yīng)動力學(xué)過程較慢，導(dǎo)致硫利用率低，多硫化物穿梭效應(yīng)嚴(yán)重，使鋰硫電池容量低，穩(wěn)定性差。為了在高載硫狀態(tài)下，高效穩(wěn)定地催化轉(zhuǎn)化多硫化物，提升鋰硫電池的循環(huán)穩(wěn)定性，需要一種新的電催化體系。

在本項(xiàng)研究中，研究人員設(shè)計(jì)了一種由高分散Fe1-xS電催化劑納米顆粒（Fe1-xS-NC）修飾的納米反應(yīng)器，并將這種介孔碳材料應(yīng)用于鋰硫電池正極，構(gòu)建具有高催化活性和高載硫的正極材料。該材料具有低質(zhì)量密度、高孔隙率、電催化劑高度分散等特點(diǎn)，顯著提高了對多硫化物的吸附和催化轉(zhuǎn)化能力。Fe1-xS-NC的初始容量為1070 mAh/。研究人員發(fā)現(xiàn)，在電流密度為0.5 C的情況下，經(jīng)過200次循環(huán)，幾乎沒有容量衰減。

研究人員表示：“Fe1−xS納米粒子具有很高的電催化活性，加上它的電子導(dǎo)電性和可達(dá)性高，可以有效地吸附LiPs，并將其轉(zhuǎn)化為Li2S。電催化劑在具有大介孔孔洞的分級多孔碳球中分布良好，能夠適應(yīng)高載硫量，調(diào)節(jié)充放電循環(huán)中的體積變化，增強(qiáng)電解質(zhì)向活性位點(diǎn)的傳質(zhì)。因此，利用這種材料打造的高性能正極，不僅具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和高導(dǎo)電率，而且可能在載硫量高達(dá)8.14mg/cm2的情況下，保持良好的循環(huán)性能。

這些研究成果可為構(gòu)建更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)，比如空心結(jié)構(gòu)、摻有金屬硫化物的中空核殼或多殼粒子。通過分子級設(shè)計(jì)，提高鋰化硫電池在長期循環(huán)穩(wěn)定性和高載硫方面的性能。利用分子級設(shè)計(jì)，并選擇合適的前體和合成方法，有望在碳載體內(nèi)合成高度分散的金屬氮化物、氧化物、磷化物或鹵化物。”
 

在電池方面，日本一直都比較領(lǐng)先，這一點(diǎn)從松下給特斯拉保證了高質(zhì)量的動力電池供應(yīng)，就可以得出結(jié)論。但是在電動車上，日系車企就顯得不那么用心，推出的電動車數(shù)量并不算多，而且在續(xù)航方面也比較保守。

不過近年來，日本卻大力推進(jìn)固態(tài)電池的發(fā)展，而且還給出了很多扶持政策，讓人頗感意外。我們比較熟悉的豐田汽車，也在固態(tài)電池領(lǐng)域取得了比較明顯的成果。細(xì)究原因，其實(shí)我們也可以發(fā)現(xiàn)，日系車企并不是對電動車不感興趣，而是對目前技術(shù)不算成熟的動力電池沒有太大興趣，紛紛把目標(biāo)投向了氫燃料電池。

但是在固態(tài)電池體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢之后，很多日本企業(yè)又開始轉(zhuǎn)向固態(tài)電池的研發(fā)。日本鋰離子電池材料評價研究中心也一直在致力于塊電池的相關(guān)研究，并且認(rèn)為全固態(tài)電池?fù)碛胁灰字?、安全性高的特點(diǎn)，對他們有很大的吸引力。更加重要的是，作為一個資源匱乏的國家，固態(tài)電池還可以作為大型蓄電池儲存電力，緊急時候可以成為發(fā)電站，這一點(diǎn)是日本方面非?？粗氐?，因此也就有了現(xiàn)在豐田等日系車企全力發(fā)展固態(tài)電池的現(xiàn)象。