随着电子信息技术的发展，目前传统的锂离子电池已经不能满足能耗日益增大的便携电子产品、电动汽车和无人飞机等设备的需求，研发更高性能的二次电池已经成为新能源领域的当务之急。锂硫电池因为其高理论比容量（～1672 mAh g-1）和能量密度（～2600 Wh kg-1）而受到广泛关注，有望成为替代锂离子电池的新一代二次电池。然而，由于单质硫在锂化时的体积膨胀、多硫化锂中间体（Li2Sx）在电解液中的扩散、以及单质硫和硫化锂（Li2S）的低导电性，锂硫电池通常表现出较快的容量衰减、较低的库伦效率和较差的循环稳定性。这些关键问题严重阻碍了锂硫电池的实用化。
本课题组设计了若干种纳米结构的锂硫正极材料（图1），通过将形成纳米级分散的杂化结构，该复合正极材料有很好的导电性，其结构能有效缓冲单质硫在锂化时的体积膨胀，并且有很强的多硫化锂吸附能力，能够阻止多硫化物的穿梭效应，因此锂硫电池的循环稳定性和倍率性能都有很大提升。这种电极材料在单质硫的担载量为80 wt%的情况下，以1.0 C的电流密度循环1500圈后，比容量仍能维持在570 mAh g-1，平均每圈的衰减速率仅为0.026%（图２）

随着电子信息技术的发展，目前传统的锂离子电池已经不能满足能耗日益增大的便携电子产品、电动汽车和无人飞机等设备的需求，研发更高性能的二次电池已经成为新能源领域的当务之急。锂硫电池因为其高理论比容量（～1672 mAh g-1）和能量密度（～2600 Wh kg-1）而受到广泛关注，有望成为替代锂离子电池的新一代二次电池。然而，由于单质硫在锂化时的体积膨胀、多硫化锂中间体（Li2Sx）在电解液中的扩散、以及单质硫和硫化锂（Li2S）的低导电性，锂硫电池通常表现出较快的容量衰减、较低的库伦效率和较差的循环稳定性。这些关键问题严重阻碍了锂硫电池的实用化。
本课题组设计了若干种纳米结构的锂硫正极材料（图1），通过将形成纳米级分散的杂化结构，该复合正极材料有很好的导电性，其结构能有效缓冲单质硫在锂化时的体积膨胀，并且有很强的多硫化锂吸附能力，能够阻止多硫化物的穿梭效应，因此锂硫电池的循环稳定性和倍率性能都有很大提升。这种电极材料在单质硫的担载量为80 wt%的情况下，以1.0 C的电流密度循环1500圈后，比容量仍能维持在570 mAh g-1，平均每圈的衰减速率仅为0.026%（图２）