国际知名期刊《德国应用化学》刊发了具有高密度活性位点的C60-S超分子复合物在锂硫电池中的最新研究成果“A supramolecular complex of C60‐S with high‐density active sites as cathode for lithium‐sulfur batteries” 我校材料科学与工程学院黄云辉教授、袁利霞教授和卢兴教授为共同通讯作者。材料科学与工程学院、材料成形与模具技术国家重点实验室为第一完成单位及第一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金（22075091, 21773077, 51632001, 51532005）、博士后创新人才支持计划（BX20200139）和国家重点研发计划（2018YFB0905400）等多个基金的资助。
受限于目前传统电解液体系较窄的电化学窗口以及电极材料有限的能量密度，传统的锂离子电池已经不能满足电动汽车等新兴领域不断增长的需求，因此，研发具有更高能量密度的电极材料和电池体系具有十分重要的意义。锂硫电池因具有高的理论比容量以及单质硫储量丰富、价格低廉、环境友好等优势，被认为是下一代可再充电电池最有希望的候选者之一。然而，电池充放电过程中产生的多硫化物的“穿梭效应”会导致电池容量快速衰减，严重阻碍锂硫电池的商业化应用。因而，如何抑制多硫化物的“穿梭效应”是提升锂硫电池电化学性能的关键。
针对上述问题，该团队设计了一种由富勒烯和硫构成的新型超分子复合材料（C60-S8）用作锂硫电池正极。得益于这种特殊的共晶结构，该复合材料中的每个富勒烯分子都能提供吸附多硫化物的活性位点。相较于只有表层原子才能起到吸附作用的传统吸附剂，C60-S8超分子复合材料对多硫化物的具有更高的吸附效率。同时，锂化后的富勒烯分子具有优良的电导率，有助于在充放电过程中锂离子在复合材料内部的传输以及多硫化物的转化。与传统的S正极相比，C60-S复合正极在低的E/S比和高的S面载量下依然表现出优异的循环稳定性，这一结果更接近实际应用条件。
针对锂硫电池硫正极充放电过程中产生的 “穿梭效应”导致电池容量快速衰减的问题，该团队还通过对硫正极进行结构设计、材料复合等手段研究出了具有优异电化学性能的锂硫正极材料（Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2003690; Adv. Funct. Mater., 2020, 2001201; Energy Storage Materials. 2020, 570–576），为锂硫电池的实用化提供了借鉴和启发。
论文原文：
A supramolecular complex of C60-S with high-density active sites as cathode for lithium-sulfur batteries
Jingwei Xiang+, Wangqiang Shen+, Zezhou Guo, Jintao Meng, Lixia Yuan*, Yi Zhang, Zexiao Cheng, Yue Shen, Xing Lu*, Yunhui Huang*
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202016247
黄云辉，华中科技大学材料学院，教授。分别于1988、1991和2000年在北京大学获得学士、硕士和博士学位；2002年任复旦大学副教授，期间在日本东京工业大学作为JSPS研究员开展合作研究，2004-2007年在美国得州大学奥斯汀分校工作，2008年回国到华中科技大学工作，2010-2016年任材料科学与工程学院院长。主要研究领域为锂离子动力与储能电池、下一代锂硫电池和锂-空气电池、钠离子电池、固体氧化物燃料电池，在Science、Chem. Soc. Rev.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Nat. Commun.等学术期刊上，发表学术论文累计400余篇，其中ESI高被引论文48篇、热点论文9篇，2篇论文入选年度“中国百篇最具影响力的国际论文”，引用3万余次，授权或公开专利40余项。2012年获中国侨界贡献奖（创新人才），2015年获教育部自然科学一等奖、2016年获国家自然科学二等奖（均排名第一）。
卢兴，华中科技大学材料学院/副院长，教授。长期从事富勒烯类新型碳材料的基础研究与应用开发，在金属杂化碳分子的精准构筑、化学改性与可控组装等方面取得了系列有影响的结果。在J. Am. Chem. Soc.（19篇），Angew. Chem. Int. Ed.（15篇）和Chem. Sci. （8篇）等期刊发表论文130余篇，主编专著5部，参写5部（章节），受邀撰写综述16篇。5次担任国际会议（共同）主席，邀请报告及受邀讲学数十次。获得第十二届“中华人民共和国驻日本大使奖”和第七届日本富勒烯学会“大泽赏”。
袁利霞，华中科技大学材料学院，教授。长期致力于下一代金属锂二次电池的研究开发工作，在Nat.Commun.，Energy Environ. Sci.、Joule、Adv. Energy Mater.等期刊发表论文90余篇，其中1篇入选全国百篇最具影响力国际论文，3篇入选热点论文，7篇入选ESI高被引论文，SCI他引接近8000次，H因子39，入选爱思唯尔中国高被引学者（2019, 2020）；获国家自然科学二等奖（2016，排4）、教育部自然科学一等奖（2015，排4）、湖北省自然科学一等奖（2020，排5）。
华中科技大学动力与储能实验室网站链接: http://sysdoing.mat.hust.edu.cn/
华中科技大学碳材料研究中心网站链接：http://carbon.mat.hust.edu.cn/
