朱光教授、潘丽坤教授、黎晋良副研究员 JMCA：刚柔并济，引入聚吡咯以实现硫化钒的快速储钠

刚柔并济，引入聚吡咯以实现硫化钒的快速储钠

第一作者：张亚娟

通讯作者：朱光*，潘丽坤*黎晋良*

单位：宿州学院，华东师范大学，暨南大学

截至目前，多种化合物（包括碳基材料、合金和金属氧化物、硫化物和磷化物等）作为钠离子电池（SIB）负极材料已被广泛研究，这些负极材料主要分为三种主要类型：插入型（例如硬碳、TiO₂等）、转化型（例如S、P等）和合金型（例如Sb、Sn等）。插入型负极材料表现出优异的循环稳定性但容量较低，而转化型和合金型电极由于不可避免的结构坍塌导致循环和倍率性能不佳，但具有较高的容量。为了实现更高的能量密度，双重反应型电极材料（例如插入-转化型或转化-合金型）被开发和研究。基于这种双重反应型电极材料丰富的氧化还原电位而使阳离子和阴离子达到更高的离子储存水平，从而能够提高其在能量存储应用中的性能。硫化钒（包括VS₂、VS₄、V₂S₃、V₃S₄和V₅S₈）以其插入-转化型离子储存能力而被关注。然而，其在循环过程中面临着严重的体积变化问题，导致电极粉化和循环稳定性受限。近年来，合成硫化钒/碳材料复合材料可以有效缓解上述问题，但是这些碳材料的稳定性并不理想，因此有必要考虑用更实用的材料来取代碳基底。导电聚合物具有高导电性、环境稳定性和简单合成等优点，是电极改性的理想添加剂。与硫化钒/碳材料相比，将硫化钒与导电聚合物复合被认为是一种可行的策略。然而，将V₃S₄与导电聚合物结合用于钠离子电池的报道很少，仍然面临着巨大挑战。

近日，宿州学院朱光教授、华东师范大学大学潘丽坤教授和暨南大学黎晋良副研究员合作，在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A上发表题为“V₃S₄/PPy nanocomposites with superior high-rate capability as sodium-ion battery anodes”的文章。该文章成功地合成V₃S₄/PPy复合材料，其中高导电性的PP_y不仅作为支撑V₃S₄的基底，还有效地分散在纳米花状的V₃S₄周围，提高了离子传输速率，从而改善了其储钠性能。

要点一：设计合成V₃S₄/PPy纳米复合材料

选择典型的导电聚合物聚吡咯(PPy)作为缓冲衬底，采用简便的溶剂热和热处理的方法，通过调整PPy含量，得到储钠性能优异的的V₃S₄/PPy复合材料。

要点二：微观结构分析

通过X射线衍射（XRD）、扫描和透射电子显微镜（SEM和TEM）和X射线光电子能谱（XPS）鉴定了V₃S₄中成功地引入了PPy。通过x射线吸收精细结构光谱，为V₃S₄/PPy的导电性增强提供了新的见解。

要点三：储钠性能研究

合成的V₃S₄/PPy显示出卓越的钠储存性能（在0.1 A g^-1条件下经过100个循环后达到619mAh g^-1，在2 A g^-1条件下为585 mAh g^-1），优于大多数硫化钒基电极，并显示出在高性能钠离子电池方面的潜力。值得注意的是，本研究将为优化具有插入和转化双重机制的复合材料电极的电化学性能提供新的见解。

V₃S₄/PPy nanocomposites with superior high-rate capability as sodium-ion battery anodes

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c01465

朱光教授简介：博士、教授，硕士生导师，自旋电子与纳米材料-安徽省重点实验室主任，安徽省“特支计划”创新领军人才，宿州学院学术委员会委员，安徽省高校拔尖人才，安徽省科研创新团队负责人。2013年11月从美国西北大学材料科学与工程系回国到我校工作。2011年获得宝钢优秀学生特等奖学金；2013年获得上海市优秀博士论文；2016年作为项目负责人获批“光电信息材料与新能源器件”安徽省高校科研创新团队；2016年遴选为宿州学院学术带头人；2018年遴选为安徽省教育厅高校学科拔尖人才，2019年获得省教学成果三等奖；2021年遴选为安徽省“特支计划”创新领军人才。

朱光教授长期从事：（1）新型功能材料合成与能源存储与转换器件；（2）光增材3D制造技术领域的研究工作，主要聚焦于原位测试、特殊条件下（如低温、高温、高压等环境）测试和机理研究。近年来，第一/通讯作者在Chem. Commun., J. Mater. Chem., Nanoscale, ACS Appl. Mater. Interfaces等国际著名期刊发表高质量学术论文50余篇（其中高引用率论文5篇，封面论文3篇、热点论文3篇，一区论文12篇），英文编著2部，授权国家发明专利6项，科技成果转让3项。主持/参与国家和省部级科研课题10余项，到账科研经费达300万元。

潘丽坤教授简介：华东师范大学物理与电子科学学院教授、博导。1997、2001和2004年分别毕业于复旦大学应用化学专业（学士）和电子与信息系统专业（辅修）、中科院声学研究所信息与信号处理专业（硕士）、新加坡南洋理工大学微电子专业（博士）。科睿唯安2022年和2021年全球高被引科学家，爱思唯尔2022年和2021年中国高被引学者。已发表SCI论文390余篇，其中第一/通讯作者SCI论文290余篇，被引用26000多次，H指数92被引用26000多次（谷歌学术）。授权了中国发明专利20余项。科睿唯安2022年和2021年全球高被引科学家，爱思唯尔2022年和2021年中国高被引学者，全球前2%顶尖科学家（斯坦福大学），全球顶尖前10万科学家（全球学者库），全球顶尖材料科学家（Research.com）。目前担任SCI期刊 Journal of Colloid and Interface Science的Advisory Board Member、Nanomaterials的Editorial Board Member以及Current Nanoscience的Section Editor。 

黎晋良副研究员简介：暨南大学物理学系，博士，副研究员，从事碱金属离子电池电极材料开发与电解液设计方面进行深入研究，目前已取得阶段性研究成果。目前在相关领域以第一作者或通讯作者在Angew. Chem.、CCS Chem.、Adv. Energy Mater.等高水平期刊发表论文40余篇，论文引用超过4000次, H指数38。广东省自然科学奖二等奖、山西省科技进步奖二等奖、中国分析测试协会科学技术奖一等奖获得者；已或授权中国发明专利6件，申请中国发明专利1件，主持1 项国家自然科学基金，2项中国博士后基金，1项广州市基础研究基金。入选2020年度中国博士后科学基金资助者选介。担任广东省材料研究学会青委会委员，国际学术期刊Batteries编委，中文期刊《材料研究与应用》青年编委，国际学术期刊Rare Metals青年编委。

张亚娟，博士毕业于华东师范大学（导师：潘丽坤教授），现为宿州学院讲师。