近期，物理与光电能源学部的倪江锋、李亮教授与合作者在Advanced Energy Materials期刊报道了通过与纳米碳材料强耦合的技术来制备高性能的硫化铋复合电极材料的工作。该工作最近被Wiley旗下的MaterialsViewsChina网站选为亮点论文进行报道。
他们在功能化的碳纳米管（CNT）表面负载硫代乙酰胺（TAA），然后加入硝酸铋溶液；通过控制TAA的水解来调控Bi2S3在CNT表面的存在形式和沉积厚度。通过Raman光谱和X射线吸收近边结构（XANES），可以证明Bi2S3和CNT存在着电荷转移（耦合作用）。复合的Bi2S3@CNT材料的表现出优异的储锂稳定性和强劲的倍率性能。在0.2 A g?1的电流密度下经过100次循环，Bi2S3@CNT材料保持了494 mAh g?1的容量，而单独的Bi2S3材料只保持了129 mAh g?1。在2 和5 A g?1的倍率下，该杂化材料仍然具有429和376 mAh g?1的容量。更为重要的是，当测试电流密度降低时，高于500mAh g?1的容量仍然可以恢复。他们进一步通过循环伏安和电化学阻抗谱分析了材料的高倍率性能的原因，发现其储锂行为类似于一个赝电容。显然这种赝电容的行为与高导电的CNT与Bi2S3之间的强耦合作用是分不开的。该研究工作为硫化物和相关储锂材料的进一步发展提供了一条可行的思路。