儲能技術是實現間歇式可再生清潔能源高效利用的關鍵。鋰離子電池(LIBs)作為典型的電化學儲能設備被廣泛的應用于我們的日常生活。然而，有限的鋰資源嚴重制約了LIBs在大規模儲能系統中的應用。近年來，鈉離子電池(SIBs)由于其豐富的鈉資源和潛在的低制造成本，在大規模儲能系統中展現出巨大的潛力。值得注意的是，Na+較大的離子半徑(1.02 ?)不可避免地導致其在電極中擴散動力學緩慢，從而使得電極材料的倍率性能較差。同時，電極材料在充放電過程中會發生嚴重體積變化，致使循環穩定性不理想。因此，探索具有快速Na+/電子傳輸路徑且結構穩定的電極材料迫在眉睫。
圖1ZnS/Sb2S3@NC復合材料制備過程示意圖。
金屬硫化物具有優異的氧化還原可逆性和較高的容量，在SIBs領域中具有廣闊的應用前景。近日，環境與材料工程學院姜付義團隊在國際權威期刊Advanced Functional Materials（IF：19.9）上發表題為《Construction of ZnS/Sb2S3Heterojunction as an Ion-Transport Booster toward High-Performance Sodium Storage》的學術論文。該工作通過陽離子交換法將Sb2S3引入ZnS中，合成了氮摻雜碳包覆的ZnS/Sb2S3(ZnS/Sb2S3@NC)異質結結構。理論計算和實驗研究表明ZnS/Sb2S3@NC異質結結構的構建有效的提升了電荷轉移速率。因此，ZnS/Sb2S3@NC表現出優異的循環穩定性(循環450圈后可逆容量為511.4 mAh g-1)和倍率性能(在10 A g-1電流密度下的可逆容量為400.4 mAh g-1)。此外，通過X射線衍射和高分辨率透射電鏡深入研究了ZnS/Sb2S3@NC的儲鈉機理。最后，組裝了ZnS/Sb2S3@NC//Na3V2(PO4)3/rGO全電池，其在循環50圈后仍具有226.2 mAh g?1的可逆容量。
煙臺大學董才富副教授為論文的第一作者，煙臺大學姜付義教授、溫州大學侴術雷教授、李林特聘教授及深圳大學轷喆教授為該論文共同通訊作者，相關工作得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、山東省自然科學基金的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202211864
