武科大网讯（通讯员周淑雯）近日，我校先进炭材料研究所李轩科教授团队的论文“Enhanced active sulfur in soft carbon via synergistic doping effect for ultra–stable lithium–ion batteries”在材料类顶级期刊Energy Storage Materials（TOP期刊）发表。

论文第一单位是武汉科技大学化工学院，第一作者为化工学院博士研究生孙兵，通讯作者为化工学院李轩科教授、张琴副教授，团队丛野教授、袁观明副教授等也参与了该项研究工作。该工作得到了国家自然科学基金的支持。

随着传统能源的利用，产生的环境污染日益凸显，发展高效清洁能源的可再生能源存储技术已迫在眉睫，锂离子电池因其高的能量密度、低的自放电特性以及长的循环寿命等特点独特的优势,被认为是一种高效的电化学储能技术。软碳有着来源丰富与可控制结晶度，与电解液相容性好等优点，被广泛应用于锂电负极材料,但其较差的导电性与低的锂离子扩散速率限制了其实际应用。

利用杂原子修饰是改善其导电性，提升离子迁移率并稳定电化学反应界面的有效途径之一。目前研究最为广泛的是氮掺杂，与氮相比，硫拥有更大的原子半径，在能源存储方面是一种更有前景的掺杂元素，但硫较多以氧硫键形式存在，储锂活性位点损失较多。

我校李轩科教授课题组提出协同掺杂助力C-S显著改善软碳负极材料储锂性能的新思路,以分别含氮、磷、硫物质及中间相沥青为化学前驱体，通过双模板的限域炭化与杂原子同步原位转化，获得高C-S键、良好导电性、共掺杂多孔软碳。杂原子掺杂引入结构活性缺陷位，C-S键提供更多储锂位点，层次孔结构利于锂离子的扩散，协同实现软碳负极质量比容量、倍率性能与循环稳定性的综合提升。获得的多元掺杂多孔软碳负极材料表现出优异的电化学性能，在100mA/g的电流密度下，表现出高达770mAh/g的比容量，在500mA/g的电流密度下，经500次循环后，仍能保持有500mAh/g的可逆比容量，计算结果表明协同掺杂大大增加了对锂离子的吸附能力。

该研究不仅得到了具有优异储锂性能的多孔炭材料，同时也提供了一种提高C-S键策略供杂原子掺杂炭材料在其他碱金属离子电池中的应用研究。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719308748