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舒杰教授在国际顶级学术期刊《Advanced Materials》上发表了题为《In Situ Copper-Mediated Electron Bridge Revolutionizes Aqueous Sulfur-Based Batteries》的研究论文(//doi.org/10.1002/adma.202520299),情色视频
为第一完成单位、通讯单位。该研究聚焦传统硫基电池中硫正极电导率低、结构不稳定等问题,提供了一种构建原位电子桥的新策略(图1)。
图1 电子桥构建策略示意图
该策略通过引入过渡金属铜,实现了对硫化聚丙烯腈(SPAN)正极电子特性的精准调控。研究发现,铜与SPAN之间形成的动态d-p轨道杂化作用,有效地闭合了能带隙,促使材料电子特性从半导体态向金属态转变,从而建立了高速电子传输通道,极大地加速了氧化还原动力学过程。研究指出,该策略由热力学有利过程驱动,原位自组装生成的CuSPAN材料显著强化了正极的结构稳定性。
结果表明,该新型水系硫基电池在3 C倍率下实现了760 mAh g-1的高可逆容量,并在15 C超高倍率下循环50000次后,仍保持79.2%的可逆容量。此外,团队还成功构建了基于CuSPAN正极、锌负极和凝胶电解质的1.2 V柔性软包电池,其在多种严酷条件下均能稳定运行,能量密度达950 Wh kg-1,充分展示了该材料在柔性可穿戴电子设备中的应用潜力。