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祝贺金晓宇的论文被Journal of Energy Chemistry接收!

发布时间:2026-02-05来源: 编辑:

金晓宇的论文“In-Situ Lithiated Dry-Processed Graphite Electrodes for "Intercalation-Conversion" Lithium-Sulfur Batteries”Journal of Energy Chemistry接收,目前Journal of Energy Chemistry的影响因子为14.9。

2025年9月15日,华中科技大学伽龙教授团队在《Journal of Energy Chemistry》上发表题为“In-Situ Lithiated Dry-Processed Graphite Electrodes for "Intercalation-Conversion" Lithium-Sulfur Batteries”的研究论文(DOI: 10.1016/j.jechem.2026.01.025)。该研究通过一种创新原位锂化方法,设计出一种堆叠石墨-锂金属叠层负极,成功实现了在首圈循环中的原位锂化,消除金属锂的存在,实现“插层转化型”锂-硫电池(Li-S)电池,显著延长了Li-S电池的循环寿命并大幅提高安全性。

尽管锂硫电池具有高理论能量密度,但锂金属负极导致的副反应等问题严重制约其实际应用。采用石墨负极替代锂金属或硫化锂作为正极都普遍面临流程复杂、条件 苛刻,控制困难或安全隐患等挑战。

本研究创新性地设计了一种复合负极结构(铜集流体/锂箔/干法石墨电极)。在电池首次循环中,锂离子均匀嵌入石墨结构,实现了石墨的精准、高效预锂化,得到了“插层-转化”型锂硫电池。该过程无需复杂的电池拆装或后处理步骤。同时,研究采用干法电极工艺制备了高负载、结构均匀的石墨负极,保证了锂离子的有效传输,并结合弱溶剂化AN基电解质(AN2),有效兼容了硫正极的准固相转化反应与石墨负极的稳定嵌脱锂行为。

研究结果表明,这种独特的结构设计在特定N/P比下可实现100%的锂金属利用率,避免了残余“死锂”的产生。基于该策略组装的Li-Gra||S电池展现出优异的循环稳定性,在0.5C倍率下循环300次后容量保持率达74%。即使在高硫载量(4 mg cm⁻2)下,电池仍能稳定循环100次。此外,该策略具有良好普适性,基于干法Si/C负极构建的Li-Si/C||S电池也实现了超过1000 mAh g⁻¹的高可逆容量。