徐立強課題組鈉離子二次電池研究取得新進展
近日，我院錢逸泰院士團隊徐立強教授課題組鈉離子二次電池研究方面取得新進展。
鈉離子二次電池因其具有鈉資源豐富、成本低、能量轉(zhuǎn)換效率高等諸多優(yōu)勢，被認為是未來有望取代儲量有限、價格高昂的鋰離子二次電池的新型理想二次電池之一。然而，其在充放電過程中很容易出現(xiàn)的大的體積膨脹效應(yīng)和結(jié)構(gòu)變化使得電極材料易粉化和團聚，往往會導(dǎo)致電池倍率性能和循環(huán)壽命差等嚴重問題。針對上述難題，最近，徐立強教授課題組在鎳基金屬化合物的微納結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控方面開展了系統(tǒng)和深入的研究，通過溫和的溶劑熱與低溫煅燒處理相結(jié)合的方法可控合成了具有多孔中空球狀的NiS1.03 (NiS1.03 PHSs)和多孔中空籠狀的NiS1.03 (NiS1.03 PHCs)兩種材料。將其用于鈉離子二次電池負極材料時，所得兩種材料均表現(xiàn)出較為優(yōu)異的倍率性能（圖1a）和長循環(huán)穩(wěn)定性（在8 A g?1的電流密度下，經(jīng)過6000周循環(huán)后可逆容量仍可保持在126.7mAh g-1和78 mAh g-1，見圖1b）。作者還通過原位XRD，FESEM和HRTEM相結(jié)合的方法對其充放電機理進行了深入的探究。在此基礎(chǔ)上作者以FeFe(CN)6作為正極材料、NiS1.03為負極材料組裝的全電池展現(xiàn)出了較為優(yōu)異的性能和良好的應(yīng)用潛力。
上述有關(guān)鎳基鈉離子電池電極材料的可控合成、機理研究及全電池組裝等有望為新型高性能鈉離子電池電極材料的研發(fā)提供較重要的實驗數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支持。
圖1：NiS1.03 PHSs和NiS1.03PHCs的倍率性能（a）及在8 A g?1的電流密度下的長循環(huán)性能（b）。
國際納米領(lǐng)域權(quán)威期刊《美國化學(xué)會·納米》 (ACS Nano)近期在線報道了這一研究成果(NiS1.03 Hollow Spheres and Cages as Superhigh Rate-Capacity and Stable Anode Materials for Half/Full Sodium-Ion Batteries. ACS Nano, DOI: 10.1021/acsnano.8b03541；I.F. = 13.709)；最近該工作Highlighted by “能源學(xué)人”微信公眾號。化學(xué)院2015級博士生董才富是該論文的第一作者，徐立強教授為通訊作者，山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院為第一通訊單位。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（21471091）和山東大學(xué)交叉學(xué)科基金的支持。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-XsFaM55P3grCBsXC3A92
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