近日，我校材料與環(huán)境工程學院教師以杭電為第一單位首次在國際頂級學術期刊Advanced Functional Materials（2020年影響因子/JCR分區(qū)：16.836/Q1）上發(fā)表了題為“A General Strategy for Antimony-Based Alloy Nanocomposite Embedded in Swiss-Cheese-Like Nitrogen-Doped Porous Carbon for Energy Storage”的研究論文（DOI: 10.1002/adfm.202009433）。該論文的第一作者是我校材料與環(huán)境工程學院青年教師楊濤，共同第一作者是鐘家松副教授，通訊作者是澳大利亞伍倫貢大學郭再萍教授，合作者是湖北大學的劉建文副教授，我校楊得鑫副教授、元勇軍教授、毛啟楠副教授、李心悅副教授。該成果得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金等多項資助。

隨著經濟與社會的發(fā)展，人們對設備便攜化的需求也在逐漸增強。而設備便攜化的實現離不開電池的使用，其中鋰離子電池（LIBs）具有體積小、質量輕、能量密度大和性能穩(wěn)定的特點，成為當前充電電池的主流發(fā)展方向，但當前LIBs的能量密度遠遠落后于市場的預期需求。LIBs能量密度在很大程度上取決于負極材料。由于銻具有合適的工作電壓和較高的理論存儲容量，被認為是一種很有前途的LIBs負極材料，因而受到了廣泛的關注。但是銻的負極材料應用在鋰離子電池中時還存在容量低和衰減迅速的問題。

鑒于此，本論文作者采用簡單易操作的原位自模板法制備了一系列金屬—銻合金/多孔碳復合材料。通過該方法制備出的復合材料具有豐富的多孔結構，這種特殊結構既會促進鋰離子快速擴散，同時又會減輕材料在重復循環(huán)下的體積變化。此外，引入的雜原子和金屬—氮配位鍵有效增強材料的導電性和電極結構完整性，使得以銻基復合材料作為負極的LIBs具有高容量和出色的循環(huán)穩(wěn)定性。電化學動力學研究表明循環(huán)過程中容量的增加主要由擴散機制控制。這一基礎研究成果對于推動新型能源材料的發(fā)展具有重要意義。

MS@NPC復合材料的制備示意圖

不同循環(huán)次數的NS@NPC電極在不同掃描速率下的CV曲線及贗電容貢獻率

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202009433