锂硫电池因其超高的理论容量及其较低的材料成本而被认为是下一代储能电池领域最具应用前景的技术之一。然而充放电过程中多硫化物的溶解和穿梭效应导致其理论容量难以发挥，稳定性不够理想。设计和应用具有固硫效果的功能正极材料，尤其是开发高效的基于物理限制和化学吸附作用的多功能复合电极材料，是该领域研究的前沿和热点之一。亚氧化钛纳米材料作为并不多见的高导电性金属氧化物，在保证电子有效传输的同时，可通过构筑多孔结构实现对多硫化物的物理限制，而固有的极性表面可与多硫化物产生较强的化学吸附，从而有效地抑制多硫化物的穿梭效应。

然而，具有精细纳米结构的亚氧化钛在合成方面仍存在诸多挑战。传统的热还原法缺少对纳米结构的有效控制手段，制备的块状亚氧化钛不具备固硫所需的纳米结构。而大块的亚氧化钛粉体材料在同等质量下，与纳米材料相比仅能提供有限的极性吸附表面，极大限制了材料的性能发挥。近期，通过应用高分子软模板来构筑金属氧化物多孔纳米结构被证明是一种有效策略，基于聚苯乙烯胶束和聚苯乙烯-聚二乙烯基吡啶多孔纳米球等软模板制备的多孔亚氧化钛纳米颗粒具有较高的比表面积，在锂硫电池中表现出很好的固硫效果。然而此类软模板法存在材料成本较高、合成技术复杂等问题，不利于材料的大规模制备和扩大化生产。

近日，德国亥姆霍兹柏林能源与材料研究中心的陆琰教授及其团队在Batteries & Supercaps上在线发表了题为“Large-scale synthesis of nanostructured carbon-Ti₄O₇ hollow particles as efficient sulfur host materials for multilayer Li-S pouch cells”的研究工作，成功应用工业级液相反应釜制备出结构可控的多孔亚氧化钛纳米颗粒，将此类纳米材料从实验室毫克级制备技术向大规模（千克级）制备技术的转换奠定了基础。该工作应用陆琰教授课题组前期开发的球形聚电解质刷（Spherical polyelectrolyte brushes）为软模板，利用其表面丰富的电荷实现对亚氧化钛前驱体的有效吸附，而其尺寸均一的聚苯乙烯核为后续热还原过程中多孔中空纳米结构的构筑提供了保障。该模板具有形貌和尺寸均一可控、合成方法简单、成本较低等特点，利于大规模生产。由此制备的多孔中空亚氧化钛纳米颗粒成功应用于多层软包锂硫电池中，其显著的固硫效果、较高的导电性和催化性使得制备的多层软包电池在初始容量、循环稳定性、库伦效率及电池性能可重复性方面表现优异，充分显示出该合成方法在大规模制备高效固硫纳米材料方面巨大的应用前景。

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