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[转载]【NCM综述】西北工业大学徐飞教授课题组:硫掺杂炭材料在钠离子电池负极中的研究进展

已有 1490 次阅读 2023-4-13 14:49 |个人分类:期刊|系统分类:科普集锦|文章来源:转载

钠离子电池(SIBs)具有与锂离子电池相似的电化学性能,且钠资源丰富、成本低廉,因此在大规模储能领域具有更大的应用潜力。然而,由于钠离子半径(0.102 nm)大于锂半径(0.076 nm),导致SIBs的动力学迟缓,且循环稳定性较差。电极材料是电池的核心组成部分,对整个电池的性能起着至关重要的作用。炭材料导电性好,充放电过程中结构相对稳定,被认为是推动SIBs实用化进程的关键负极材料。然而,炭负极材料也面临着首圈库伦效率低、容量与倍率性能不高等问题,因此需要对炭材料的结构进行合理设计。

硫原子掺杂是调控炭材料结构的有效策略之一,较大半径的硫原有助于扩大炭层间距,促进钠离子的嵌入脱出;掺杂后还能引入额外的缺陷和活性位点,提升储钠容量。因此,硫掺杂有助于实现大倍率与高容量的钠离子电池负极。近年来,硫掺杂炭材料用于钠离子电池的研究受到极大关注

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1图片摘要

   近期,西北工业大学徐飞教授课题组在《新型炭材料(中英文)》上发表了题为“硫掺杂炭材料在钠离子电池负极中的研究进展”的综述文章。该综述首先回顾了碳与硫掺杂炭材料的储钠机制。随后,该综述介绍了硫掺杂炭材料的设计制备策略,包括前驱体与外部硫源混合后炭化、含硫前驱体直接炭化以及炭材料后修饰硫掺杂,并分析了硫掺杂策略对炭材料结构的调控机理,包括扩大层间距、引入缺陷和活性位点、提高孔隙率和比表面积等,进一步讨论了其对钠离子电池储钠性能(比容量、首次库伦效率、循环稳定性)的作用机制。最后提出了硫掺杂碳负极实用化面临的瓶颈问题和挑战,并对未来发展方向进行了展望。

New Carbon Materials 文章信息

XIE Jin-ming, ZHUANG Rong, DU Yu-xuan, PEI Yong-wei, TAN De-ming, XU Fei. Advances of sulfur-doped carbon materials as anode for sodium-ion batteries. New Carbon Mater. 2023, 38(2): 305-316.

谢金明, 庄容, 杜宇轩, 裴永伟, 谭德明, 徐飞. 硫掺杂炭材料在钠离子电池负极中的研究进展. 新型炭材料(中英文). 2023, 38(2): 305-316.

期刊官网:

http://xxtcl.sxicc.ac.cn/

国际版主页:

https://www.sciencedirect.com/journal/new-carbon-materials

        图片.png   《新型炭材料(中英文)》公众号    



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