我校在锂/钠离子电池领域取得系列高水平研究成果

　　近日，在锂/钠离子电池用先进电极材料领域，我校化学学院吴兴隆副教授研究小组连续在Advanced Materials和Advanced Energy Materials等国际著名学术期刊发表了系列重要研究成果。

　　为解决金属硫化物用作锂/钠电负极材料时所面临的导电性差和体积变化率大等问题，吴兴隆研究小组在Advanced Materials（2018, 30 (21), 1706317）上发表了题为“In Situ Encapsulating α-MnS into N,S-Codoped Nanotube-Like Carbon as Advanced Anode Material: α→β Phase Transition Promoted Cycling Stability and Superior Li/Na-Storage Performance in Half/Full Cells”的研究论文。在该论文中，活性α-MnS纳米颗粒被原位封装入氮硫共掺杂的碳纳米管中，成功设计制备了一个新颖的锂/钠离子电池用高性能负极材料α-MnS@N,S-NTC，表现出优异的电化学储锂/钠和全电池性能。如下图1所示，该论文还首次揭示了首圈充放电过程中自发的电化学α→β相变反应，及其对储锂稳定性的促进作用。

图1 α-MnS@N,S-NTC复合负极材料的储锂过程示意图及其长循环性能

　　钠离子电池代表着未来大规模廉价储能的重要发展方向，受到了广泛的关注和研究。该研究小组在前期高比能Na₃V₂(PO₄)₂O₂F钠电正极材料（Advanced Materials, 2017, 29 (33), 1701968）研究成果的基础上，进一步成功设计了一类新型实用化锂/钠混合离子电池，表现出优异循环、倍率和低温等储能性能。该研究成果发表于Advanced Energy Materials（2018, 8 (10), 1702504）上。此外，进一步还制备了Se基高性能复合负极材料3DSG，并与Na₃V₂(PO₄)₂O₂F正极进行匹配，成功开发出了一类新型钠离子全电池3DSG//Na₃V₂(PO₄)₂O₂F（如图2所示），表现出超长的循环使用寿命（1 A g^-1电流密度下循环15000次后容量保持率仍高达86.3%）以及优异低温和倍率性能。该研究成果也发表于Advanced Energy Materials（2018, 8, 1703252）上。由于上述钠电相关研究成果表现出的良好应用前景，还基于此申请了5项相关的发明专利。

图2 钠离子全电池3DSG//Na₃V₂(PO₄)₂O₂F的示意图及其倍率和超长寿命循环性能