浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院杨叶锋

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近日，我院杨叶锋副教授课题组在钠离子电池负极材料调控制备和器件性能研究方面取得新进展，在材料和化学领域国际高水平期刊《Science China Chemistry》（影响因子9.4）等上发表了系列文章，相关论文作为优秀研究成果被中国科学杂志社官方微信公众号推介报道。
        钠离子电池因钠资源分布广泛、成本低廉和储量丰富等优势，近年来引起了人们愈来愈多的关注。但是，钠离子电池电极的表现尤其是负极还远不能与锂离子电池相媲美，严重制约了其实际应用。二硫化锡（SnS2）具有独特的二维层状结构、大的层间距（0.59 nm）和较高的理论比容量（1136 mAh g-1）等特点，被认为是理想的储钠负极材料之一。然而，SnS2较低的电导率、缓慢的反应动力学以及充放电过程中严重的体积膨胀、团聚等问题，导致其循环和倍率性能不够理想。
         基于此，研究团队在前期工作基础（J. Mater. Chem. A, 2021, DOI: 10.1039/D1TA00226K; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, DOI: 10.1021/acsami.1c22817; ACS Appl. Energy Mater. 2021, DOI: 10.1021/acsaem.1c01766）上，进一步提出通过异质结成分和结构设计，将相互连接的二维SnS2纳米片锚定在镍-金属有机框架（Ni-MOF）衍生的NiS2空心球上，成功构建了具有独特中空核壳结构的NiS2@SnS2异质结。MOF衍生的NiS2空心球可为SnS2纳米片的生长和锚定提供足够的反应位点，有效抑制了SnS2纳米片的团聚；NiS2空心球中有机配体热解形成的氮掺杂碳基体可以明显提高体系的电子导电性和结构稳定性；NiS2空心球中丰富的孔隙和内部中空结构，可提供大的钠离子迁移通道，同时有效缓解电极材料的体积膨胀效应；此外，NiS2和SnS2之间形成的异质结内建电场，可以显著提高钠离子扩散系数并改善电化学反应动力学。作为钠离子电池负极时，该异质结表现出优异的比容量、循环稳定性及倍率性能。该项工作为设计和制备高性能钠离子电池负极材料提供了一种新的思路和可行的解决方案。该研究成果以“Heterostructured NiS2@SnS2 hollow spheres as superior high-rate and durable anodes for sodium-ion batteries”为题发表于SCIENCE CHINA Chemistry，论文第一作者为硕士研究生李崇伟，通讯作者为杨叶锋副教授，浙江理工大学为唯一通讯单位。上述研究得到了浙江省自然科学基金、国家自然科学基金和浙江理工大学基本科研业务经费等支持。
       《Science China Chemistry》创刊于1996年1月，是由中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的综合性高水平学术期刊（一区TOP，2021年即时影响因子10.083, CiteScore 12.4），主编为万立骏院士，2022年该期刊预计将发表300篇左右论文。
         文章链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11426-022-1299-5