解決科學難題!西安交大在鈉離子電池方面取得重大突破!

室溫鈉離子電池由於原料儲量豐富、成本低廉等優勢成為新一代高比能儲能體系的熱門選擇,極具發展潛力。然而,鈉離子半徑比鋰離子半徑大,已廣泛應用的鋰離子電池石墨負極由於層間距較小導致其無法應用,因而

探尋新的高比容負極材料對於發展下一代低成本、高比能鈉離子儲能體系尤為關鍵。

解決科學難題!西安交大在鈉離子電池方面取得重大突破!

近日,西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室宋江選教授團隊發展了一種新型高比容、長壽命鈉離子電池負極材料-紅磷/硫化聚丙烯腈。該材料具有很高的放電容量(~1300mAh/g)和優異的循環性能(100周容量保持率大於91%)。在該工作中,團隊成員設計並製備了一種新型的功能化導電聚合物-硫化聚丙烯腈作為導電基體,不同於普通的碳導電骨架,該導電聚合物富含C-S-S-官能團,可通過簡單的球磨方式與紅磷形成化學鍵合(C-S-P)。該化學鍵的存在能很好地解決在大體積膨脹下活性物質與導電基體脫離的科學難題,極大的提高電極材料的電導率,抑制磷在循環中的體積膨脹,並使得電極材料上形成穩定的固體電解質界面,從而同時改善電極材料的循環穩定性和庫倫效率。這項工作所提出的解決策略為高比容鈉離子電池負極材料的製備提供了新的思路。

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上述研究成果以“Stable Cycling of Phosphorus Anode for Sodium-ion Batteries through Chemical Bonding with Sulfurized Polyacrylonitrile”為題發表在Advanced Functional Materials(IF=12.12)上。西安交通大學為該論文的第一作者和唯一通訊作者單位,材料學院宋江選教授為通訊作者,所指導的本科生胡燁為第一作者。該工作是團隊在鈉離子電池研究工作(Nano Energy, 2017, 40, 550, IF=12.34)的延續和進一步發展。

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西安交通大學作為首批進入國家“211”和“985”工程建設、國家確定為以建設世界知名高水平大學為目標的學校,

始終堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求,不斷增強科技創新能力,提升科技競爭力。2000年至今,主持“973計劃”項目21項,獲批國家自然科學基金項目4830項,基礎研究項目數和經費在全國高校位居前列,以第一完成單位獲國家科學技術獎61項,其中2017年主持7個項目獲獎,位居全國高校第二。依託學科與人才培養優勢,創新產學研合作模式,與政府、大中型企業建立研發中心,注重解決行業關鍵性技術問題,充分發揮科技對區域經濟和社會發展的支撐作用。2000年以來,西安交通大學共承擔國家社科重大項目23項,獲得教育部人文社科獎21項,與國家發改委、商務部等共建10個高端智庫,一大批研究成果被採納應用。

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今天的西安交大又有了創造歷史印記新貢獻的堅實平臺,佔地5000畝的中國西部科技創新港拔地而起,8大平臺和100多個科研基地將服務學科交叉、軍民融合等國家重大科學研究。這裡將更好服務於學生創新能力培養、科技成果轉孵化和經濟社會發展,主動探索21世紀現代大學與社會發展相融合的新模式、新形態和新經驗。領銜成立的“絲綢之路大學聯盟”,為人類文明共融發展和高等教育開放合作貢獻力量,已吸引40個國家和地區的140餘所大學加盟;著力打造的改革試點探索與評估協同創新中心、絲綢之路經濟帶研究協同創新中心等一批高端智庫和研究平臺,致力於為社會發展與民族復興服務,全面實施提升國際競爭力戰略,以教育國際化推動區域國際化。

在科研的道路上,西安交通大學從未停止腳步,為西部發展,為國家發展一直貢獻著自己的智慧與力量!期待未來做出更好的科研成果!


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