锂离子电池因其高能量密度和相对较轻的重量而具有广泛的应用

锂离子电池因其高能量密度和相对较轻的重量而具有广泛的应用。随着电动汽车的日益普及和对可再生能源存储解决方案的需求，锂离子电池的需求预计将增加。在这方面，有必要放弃目前用于生产这些电池的稀有和昂贵的金属。

硫已被确定为镍和钴的潜在替代品，镍和钴是目前用于锂离子电池阴极的材料。它是地球上第十丰富的元素，存储容量是目前锂离子电池阴极的十倍，能量密度是目前锂离子电池阴极的 2-3 倍。然而，由于其绝缘性，它通常被封装在导电聚合物或碳主体中，从而降低电池的硫含量和电荷保持能力。

现在，在2022 年 2 月 1 日发表在《化学工程杂志》上的一项研究中，国立成功大学 (NCKU) 的研究人员开发了一种用镍对硫颗粒进行化学涂覆的方法，从而产生了用于阴极的镀镍硫纳米复合材料硫含量高，约为74%。

"除了高电催化活性外，镍还具有高导电性，添加到硫正极时会降低正极电阻，增加多硫化物保留，并促进固体活性材料的氧化还原反应。为了利用这些材料特性来改进锂硫电化学，我们应用化学镀镍硫作为电化学硫阴极的活性材料，” NCKU 材料科学与工程系助理教授、该研究的主要作者Sheng-Heng Chung博士说。

在这种方法中，首先通过敏化和活化过程为镍沉积准备硫颗粒，该过程涉及将硫颗粒添加到含锡和氯化钯的溶液中。在敏化过程中，硫颗粒吸收锡(Sn 2+)离子，然后在活化过程中被氧化，形成(Pd 0) 硫颗粒表面的活化层。随后，镍盐中的镍离子在硫颗粒表面被还原，形成高硫含量的镀镍硫纳米复合材料。阴极是通过将纳米复合材料分散在液体电解质中并滴铸到集电器上而形成的。镍的高导电性和硫的良好电荷保持能力导致阴极具有优异的电化学特性。