近日,武汉纺织大学材料科学与工程学院包海峰教授团队在学术期刊《Nano letters》(中科院1区Top期刊)在线发表了题为“Large-Scale Synthesis of N,S Codoped Carbon-Modified Fe0.975S Composites as a Novel Anode for Lithium/Sodium Ion Batteries with Enhanced Performance”的论文(链接:https://www.x-mol.com/paper/1831149387738492928?adv)。武汉纺织大学材料科学与工程学院为第一完成单位。武汉纺织大学材料学院青年教师秦艳敏为第一作者,武汉纺织大学材料学院包海峰教授为通讯作者。
在追求高效、长寿命且成本效益兼具的能源存储技术的道路中,成功实现了大规模合成N, S共掺杂碳修饰的非化学计量比Fe0.975S复合材料(Fe0.975S@NSC),并应用在锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)上。Fe0.975S的独特之处在于其非化学计量比构成,这一微妙的元素比例调整赋予了材料独特的物理化学特性。在此基础上,结合N, S共掺杂碳层的巧妙设计,Fe0.975S@NSC复合材料在电子传导和锂/钠离子传输方面展现出显著优势,有效提升了电池的综合性能。为了进一步验证Fe0.975S@NSC的实际应用价值,我们将其应用于LiMn2O4//Fe0.975S@NSC和Na3V2(PO4)3//Fe0.975S@NSC全电池系统中。结果显示,这两套系统均展现出优异的可逆容量和循环稳定性,为Fe0.975S@NSC复合材料在商业化生产中的应用奠定了坚实基础。
在深入研究过程中,通过先进的非原位与原位X射线衍射分析、密度泛函理论(DFT)计算以及动力学分析,逐步揭示了非化学计量比Fe0.975S@NSC复合材料卓越性能背后的科学原理。这些研究不仅证实了其作为高性能能源存储材料的巨大潜力,也为未来材料设计与优化提供了宝贵的理论支撑。
包海峰,教授,主要研究方向包括纳米增韧树脂、光电纳米材料合成与应用等。至今已在Chem. Mater., Small, Nano Res., Acta Biomater., Langmuir, Nanoscale, J. Phys. Chem. C., Nanotechnology等杂志上发表学术论文近60余篇,引用次数1900余次,申请中国发明专利近40余项。
秦艳敏,博士,讲师, 2019年12月加入武汉纺织大学材料科学与工程学院,主要从事储能材料的制备与改性研究,以第一作者或通讯作者在Chemical Engineering Journal,Journal of Colloid and Interface Science,Nano letters, Journal of Materials Chemistry等杂志发表论文。