熊勝林課題組新型電池負(fù)極材料研究再獲新進(jìn)展
鈉離子電池因鈉來源豐富、造價(jià)低廉被認(rèn)為是二次電池大規(guī)模應(yīng)用的理想選擇。然而，由于鈉離子較大的離子半徑，缺乏合適的負(fù)極材料困擾著鈉離子電池的實(shí)際應(yīng)用。層狀金屬硫化物具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，較大的層間距有利于鈉離子的傳輸，緩解充放電過程中的體積變化，因而引起科研人員的廣泛關(guān)注。但是金屬硫化物充當(dāng)鈉離子電池負(fù)極時(shí)仍然存在著導(dǎo)電性差，體積膨脹等問題。將導(dǎo)電性優(yōu)異的石墨烯與層狀金屬硫化物復(fù)合是目前科研工作者常采取的策略。
針對上述難題，在熊勝林教授的指導(dǎo)下，2014級博士生姜勇等通過一步低溫水熱法將超細(xì)SnS2納米晶生長在功能化還原石墨烯上。紅外光譜和X射線光電子能譜分析測試結(jié)果表明功能化基團(tuán)與SnS2納米晶之間存在較強(qiáng)的化學(xué)鍵合作用。合作者山東大學(xué)化學(xué)院馬玉臣教授研究組基于VASP理論模擬計(jì)算結(jié)果也表明了功能化基團(tuán)與SnS2及其放電產(chǎn)物Na2S存在著較強(qiáng)的化學(xué)鍵合作用。正是這種化學(xué)鍵合作用的存在，增強(qiáng)了石墨烯與SnS2和Na2S之間的聯(lián)系，緩解充放電過程中體積變化帶來的活性物質(zhì)脫落、粉化等問題。與SnS2/RGO電極材料比較，SnS2 NC/EDA-RGO表現(xiàn)出了更為優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。此外，在SnS2 NC/EDA-RGO 復(fù)合材料中，SnS2超細(xì)的納米晶結(jié)構(gòu)，納米晶體之間的空隙有利于電解液的浸潤，縮短了鈉離子的傳播路徑；功能化石墨烯的導(dǎo)電性，柔韌性等諸多優(yōu)點(diǎn)確保了SnS2 NC/EDA-RGO優(yōu)異的儲鈉性能。同時(shí)，SnS2 NC/EDA-RGO復(fù)合材料的制備過程簡單，方法普適，這就為探索有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的鈉離子電池負(fù)極材料指出了一種新的實(shí)驗(yàn)思路。
熊勝林教授自2011年7月進(jìn)校以來，在無機(jī)功能材料（包括碳材料和金屬氧化物/硫化物及其復(fù)合結(jié)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑與電化學(xué)性能研究，在合成方法學(xué)的探索、微納結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制、結(jié)構(gòu)與物性探索等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。作為通信作者以山東大學(xué)為第一單位在Energy Environ. Sci. (2016，DOI: 10.1039/c5ee03262h)、Angew. Chem. Int. Ed. (2015, 54, 10787–10791.)、Adv. Funct. Mater. ( 2016, 26, 1571-1576.; 2014, 24, 3012–3020.)和Nano Energy (2014, 7, 52–62. ; 2013, 2, 1249–1260. )等刊物發(fā)表SCI論文21篇，其中影響因子10.0以上6篇，獲得了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注和評價(jià)，共被他人引用和評價(jià)1000余次次，其中3篇單引超過100次，單篇最高他引近200次，6篇論文入選ESI高引論文，并受邀在Nanoscale（2015, 7, 17211–17230.）撰寫綜述論文一篇。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)杰出青年基金等項(xiàng)目的資助。
附文論鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2016/ee/c5ee03262h?page=search
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