长江日报讯（记者杨佳峰 通讯员卓凌晞 周同江）近日，武汉科技大学材料学部博士生娜奥米（Songwe Selabi Naomie Beolle）设计出一种新型铁掺杂型钴酸镍材料，成功抑制了长期困扰锂硫电池发展的“穿梭效应”，在特定实验条件下使锂硫电池比容量相较于理论容量提升了113.7mAh/g，为锂硫电池在无人机、电动汽车、电子产品等领域应用打下基础。

    锂硫电池以硫元素和金属锂作为正负极材料，理论能量密度可达2600W·h/kg，是传统锂离子电池的10倍。因其超高理论能量密度和硫成本低廉、环境友好等优点，它被看作是极具前景的“下一代电池技术”。

    由于锂硫电池在充放电过程中会生成多硫化锂，这些中间产物溶于电解液，“穿越”隔膜至负极并沉积，无法参与后续反应，导致电池容量快速衰减、循环性能差、续航能力低。这种“穿梭效应”阻碍了锂硫电池的商业化进程。

    娜奥米来自喀麦隆，先后在该国马鲁阿国家高等工程学院可再生能源专业拿到学士和硕士学位，2020年来武科大攻读博士学位。在导师周盈科教授的帮助下，娜奥米专注于锂硫电池的研究，开始尝试用镍和钴良好的磁性来提高电池性能。

    在制备催化剂材料的过程中，娜奥米经历了一次又一次失败。最终，她向钴酸镍中添加铁元素找到了突破方案。实验证明：铁掺杂型钴酸镍可以将锂硫电池中“乱窜”的多硫化锂牢牢锁在电池正极，相较于传统的吸附方式更加牢固，从而平衡了电池正负极的电压差，保证了电力稳定输出，提高了锂硫电池的容量和寿命。

    据项目课题组教师田小慧介绍，掺杂型钴酸镍是锂硫电池领域的创新，为解决多硫化物穿梭效应和提升电池整体电化学性能开辟了新方向。目前该项目还处于基础研究阶段，在实验室中实现了小型电池制作，后续会进一步进行实体电池的研究，为商业化应用提供一定的基础。

    今年6月，娜奥米已通过答辩获得武科大博士学位。近期，她将前往中南民族大学化学与材料科学学院进行博士后研究工作。娜奥米希望自己的研究能为清洁能源的发展贡献一份力量，让电动汽车跑得更远、手机用得更久。