近日，我院黃紹專教授團(tuán)隊(duì)在過(guò)渡金屬硫族化合物的性能增強(qiáng)和失效機(jī)制方面取得了新的研究進(jìn)展，研究成果以“Deciphering the performance enhancement, cell failure mechanism, and amelioration strategy of sodium storage in metal chalcogenides-based anodes”為題發(fā)表于國(guó)際著名期刊《Advanced Materials》。我院碩士研究生李彤為論文第一作者，黃紹專教授為論文通訊作者，中南民族大學(xué)為論文第一署名單位。
近年來(lái)，過(guò)渡金屬硫族化合物（TMC）因其較高的儲(chǔ)鈉理論比容量和良好的電化學(xué)活性而被廣泛研究。然而，TMC在醚類電解液中呈現(xiàn)出顯著的性能增強(qiáng)及電池失效現(xiàn)象，至今尚未有人揭示，這嚴(yán)重阻礙了TMC的發(fā)展與應(yīng)用。
針對(duì)上述問(wèn)題，該工作首次聚焦TMC在醚類電解液中的性能增強(qiáng)及電池失效現(xiàn)象，深入探索了其作用機(jī)制。以CoS2為研究對(duì)象，該工作發(fā)現(xiàn)CoS2在循環(huán)中發(fā)生CoS2→多硫化鈉（NaPSs）→Co/Cu1.8S不可逆相變，從而誘導(dǎo)電極形貌/結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與重構(gòu)，形成三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)儲(chǔ)鈉性能的增強(qiáng)。同時(shí)，NaPSs的形成引發(fā)了穿梭效應(yīng)，造成Na金屬腐蝕及電池微短路，從而引起電池失效。隨后該工作通過(guò)電極電勢(shì)、理論計(jì)算系統(tǒng)探索了不同金屬硫化物的失效規(guī)律與機(jī)制。最后，該工作分別從材料層面和電池層面對(duì)電極進(jìn)行修飾改性，使得電池的循環(huán)性能大幅增強(qiáng)（>1000圈）。該研究揭示了TMC基負(fù)極材料的電化學(xué)性能增強(qiáng)和失效機(jī)制，為TMC基材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了重要指導(dǎo)。
文章信息：Tong Li, Boxi Wang, Haobin Song, Peng Mei, Junping Hu, Manman Zhang, Guanghui Chen, Dong Yan, Daohong Zhang, Shaozhuan Huang*. Deciphering the performance enhancement, cell failure mechanism, and amelioration strategy of sodium storage in metal chalcogenides-based anodes. Advanced Materials, 2024, 2314271, DOI: 10.1002/adma.202314271.
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202314271
作者：李彤 責(zé)編：張道洪 審核：祁帆 發(fā)布：艾麗菲拉 發(fā)布時(shí)間：2024-04-08
