钠离子电池具有资源丰富、价格低廉等特点，成为储能领域研究的热点，探索合适的储钠正负极材料成为研究钠离子电池的关键。纳米结构的金属硫化物具有高储钠容量和合适的反应电位，因而得到研究者的广泛关注。但是，目前研究的大多数硫化物主要表现出转换反应机制，反应过程中产生较大的结构和体积变化，导致材料的循环稳定性较差。具有嵌入/脱出机制的材料呈现出较好的结构稳定性，然而探索合适嵌入/脱出机制的负极材料存在非常大的挑战。
新加坡南洋理工大学的楼雄文教授课题组报道了一种空心结构的Cu1.8S负极材料，通过优化电解液体系和充放电截止电压，表现出优异的循环稳定性，在2 C的电流密度下，能稳定循环1000周。同时，非现场XRD、HRTEM、SAED测试表明，不同于常规硫化物的转化反应，该Cu1.8S材料在0.1-2.2 V电压区间表现出独特的钠离子嵌入/脱出机制。DFT计算结果表明，Cu1.8S材料钠离子扩散的能垒大约为0.51 eV/原子，表明Cu1.8S材料是良好的钠离子导体。
图1. Cu1.8S的合成过程及结构表征
图2. Cu1.8S的结构表征
图3. Cu1.8S的电化学性能
图4.Cu1.8S储钠反应的机理研究
图5. Cu1.8S材料充放电中间产物的结构表征
图6. Cu1.8S嵌钠过程的理论计算
这一成果近期发表在ACS Nano 上，第一作者是新加坡南洋理工大学的Hyunjung Park博士，通讯作者是楼雄文教授和Taeseup Song教授。
该论文作者为：Hyunjung Park, Jiseok Kwon, Heechae Choi, Donghyeok Shin, Taeseup Song and Xiong Wen (David) Lou
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Unusual Na+ Ion Intercalation/Deintercalation in Metal-Rich Cu1.8S for Na-Ion Batteries
ACS Nano, 2018, 12, 2827, DOI: 10.1021/acsnano.8b00118
导师介绍
楼雄文
http://www.x-mol.com/university/faculty/35053
课题组主页
http://www.ntu.edu.sg/home/xwlou/
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