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环境与材料工程学院姜付义团队在自然指数期刊Advanced Functional Materials上发表学术论文
作者:     日期:2022-12-29     来源:环境与材料工程学院     阅读:

储能技术是实现间歇式可再生清洁能源高效利用的关键。锂离子电池(LIBs)作为典型的电化学储能设备被广泛的应用于我们的日常生活。然而,有限的锂资源严重制约了LIBs在大规模储能系统中的应用。近年来,钠离子电池(SIBs)由于其丰富的钠资源和潜在的低制造成本,在大规模储能系统中展现出巨大的潜力。值得注意的是,Na+较大的离子半径(1.02 Å)不可避免地导致其在电极中扩散动力学缓慢,从而使得电极材料的倍率性能较差。同时,电极材料在充放电过程中会发生严重体积变化,致使循环稳定性不理想。因此,探索具有快速Na+/电子传输路径且结构稳定的电极材料迫在眉睫。

图1ZnS/Sb2S3@NC复合材料制备过程示意图。

金属硫化物具有优异的氧化还原可逆性和较高的容量,在SIBs领域中具有广阔的应用前景。近日,环境与材料工程学院姜付义团队在国际权威期刊Advanced Functional Materials(IF:19.9)上发表题为《Construction of ZnS/Sb2S3Heterojunction as an Ion-Transport Booster toward High-Performance Sodium Storage》的学术论文。该工作通过阳离子交换法将Sb2S3引入ZnS中,合成了氮掺杂碳包覆的ZnS/Sb2S3(ZnS/Sb2S3@NC)异质结结构。理论计算和实验研究表明ZnS/Sb2S3@NC异质结结构的构建有效的提升了电荷转移速率。因此,ZnS/Sb2S3@NC表现出优异的循环稳定性(循环450圈后可逆容量为511.4 mAh g-1)和倍率性能(在10 A g-1电流密度下的可逆容量为400.4 mAh g-1)。此外,通过X射线衍射和高分辨率透射电镜深入研究了ZnS/Sb2S3@NC的储钠机理。最后,组装了ZnS/Sb2S3@NC//Na3V2(PO4)3/rGO全电池,其在循环50圈后仍具有226.2 mAh g1的可逆容量。

tyc1286太阳集团董才富副教授为论文的第一作者,tyc1286太阳集团姜付义教授、温州大学侴术雷教授、李林特聘教授及深圳大学轷喆教授为该论文共同通讯作者,相关工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、山东省自然科学基金的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202211864