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我校化科院周小四副教授课题组在Cell姊妹刊《Joule》上发表研究成果

我校化科院周小四副教授课题组与国际著名的化学家南洋理工大学楼雄文教授研究组合作在二硫化锡基钠离子电池负极材料方面取得重要突破。相关成果以 “Confining SnS2 Ultrathin Nanosheets in Hollow Carbon Nanostructures for Efficient Capacitive Sodium Storage” 为题发表在《Joule》上。论文链接:https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.01.004。《Joule》是全世界最权威的学术杂志之一《细胞》(Cell)于2017年创立的姊妹刊,由Energy & Environmental Science(Impact factor: 29.518)的创刊主编Philip Earis博士担任《Joule》的全职主编,主要发表能源领域中的最新研究发现和科研进展。

钠元素含量丰富,与锂元素具有极其相似的物理和化学性质。海洋中分布有大量的钠,提炼比较简单,且碳酸钠的价格仅为碳酸锂的3%,所以从资源的储量和价格来说,钠比锂具有更大的优势。研究发现钠离子电池表现出与锂离子电池相近的充放电性能,因此开展钠离子电池的研究工作对维持能源的可持续发展具有重要意义。SnS2由于具有较高的理论比容量和合适的氧化还原电位而受到越来越多的关注。然而,SnS2的低电导率以及在充放电过程中大体积变化(~340%)往往会导致循环性能较差。因此,研究人员致力于在利用SnS2容量高和氧化还原电位合适等优点的同时尽量改善其电导率低和体积膨胀大等不足。

我校化科院周小四副教授课题组与南洋理工大学楼雄文教授研究组合作,针对以上科知识题,设计了一种多步模板方法,将二硫化锡超薄纳米片限制在三种碳空心结构中,包括碳纳米管(SnS2@CNTs),碳纳米盒子(SnS2@CNBs)和中空碳纳米球(SnS2@CNSs)。由于其独特的结构优势,SnS2@CNTs,SnS2@CNBs和SnS2@CNSs均表现出优异的钠储存性能。薄碳壳有效地改善了SnS2的导电性,并且可以防止SnS2纳米片的聚集,更重要的是可以缓冲循环过程中SnS2的体积变化。另外,具有高比表面积的超薄SnS2纳米片可促进Na+传输,从而使电极表现出高比容量和优异的循环稳定性。

本论文的第一编辑为化科院2016级本科生刘禹含,刘禹含同学自2016年入学以来,先后获得优秀学生奖学金一等奖三次、冯茹尔奖学金、校优秀团员、暑期社会实践活动先进个人、校三好学生等荣誉称号,并入选我校2017级“英才计划”。目前,刘禹含同学已发表第一编辑论文(Joule)1篇、第三编辑论文(Carbon)1篇。我校化学与材料科学学院是本论文的第一署名单位,合作单位为南洋理工大学和浙江大学。这是我校首次以第一署名单位在《Joule》上发表研究成果。周小四副教授和南洋理工大学的楼雄文教授是本论文的共同通讯联系人。

发布时间:2018/05/02
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