近日,我们包新军副教授与云南师范大学王洪恩教授合作,在国际能源材料领域Top期刊《Journal of Colloid and Interface Science》(IF=9.4)上发表科研论文“Interface control in TiO2/BaTiO3 ferroelectric hetero-structures: A bidirectional catalytic pathway toward high-performance Li-S batteries” (DOI:10.1016/j.jcis.2025.137467)。包新军副教授、者荣杰博士和王洪恩教授为论文共同通讯作者,bw必威西汉姆联官网为共同通讯单位。

图1 Graphical abstract
在这项工作中,提出了一种新型空心纳米复合材料,即TiO2/BaTiO3异质结构,并用超薄碳层进行修饰。该材料作为一种双向电催化剂,可以有效提升多硫化锂的吸附和硫的氧化还原动力学,从而提高锂硫电池的性能。该材料的优势在于:(1)自发形成的电场:TiO2/BaTiO3异质结构的界面会形成电场,引导多硫化锂的迁移,促进其氧化还原反应。(2)铁电材料的极化效应:BaTiO3的铁电特性可以增强对多硫化锂的吸附,减少穿梭效应,提高电池性能。(3)双向催化功能:TiO2和BaTiO3分别对硫的不同氧化态进行催化,实现硫的逐步转化。 实验结果表明,该复合材料电极在1 C倍率下展现出836 mAh·g−1的高初始容量,经过400次循环后仍保持64%的容量,衰减率仅为0.075%。即使在6.02 mg·cm−2的高硫负载和6.5 μL·mg−1的电解液/硫比下,该电池也展现出优异的倍率性能和循环稳定性。
包新军副教授入职学校以来,围绕国家战略需求,聚焦新能源领域,紧密结合纺织领域的静电纺丝技术,开展新型储能材料及器件、稀土功能材料及生物质纤维素高值化利用领域的研究工作。随着学院实验条件的完善,包新军老师及团队将持续聚焦“纺织+新能源”开展纤维基能源材料及器件的研究工作,为学院学科发展和创新能力提升贡献新力量。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979725008586
(审核:李爱国 程浩南 傅静琳)