鋰硫電池由于具有高理論能量密度、價格低廉和環境友好等特點而被認為是一種理想的下一代儲能器件。目前,理解鋰硫電池中復雜的多電子反應,從而實現高效電池體系的理性設計,往往需要多種科學研究方法的綜合應用。計算化學與計算材料學等方法的興起則為鋰硫電池的研究提供了新的機遇,并已經取得了一些初步的成果。
【成果簡介】
近日,清華大學化學工程系張強教授課題組受邀在國際頂尖期刊Materials Today上發表了題為“Combining Theory and Experiment in Lithium–Sulfur Batteries: Current Progress and Future Perspectives”的綜述文章。該綜述系統地總結了理論計算與實驗表征在鋰硫電池中的綜合應用,從X-射線衍射、拉曼光譜、紅外光譜、X-射線吸收光譜、結合能和核磁等方面深入分析了理論與實驗如何進行結合及其困難,為未來鋰硫電池及相關能源儲存與轉換領域結合理論與計算方法,深入揭示其中化學本質提供了重要的指導與研究思路。張強教授和美國加州大學伯克利分校材料工程系的Kristin A. Persson教授為本文的(共同通訊)作者,第一作者為清華大學化學工程系陳翔博士,第二作者為美國加州大學伯克利分校材料工程系侯廷政博士。
【圖文導讀】
圖 1. 常用計算方法及其在鋰硫電池中應用總結