解决科学难题!西安交大在钠离子电池方面取得重大突破!

室温钠离子电池由于原料储量丰富、成本低廉等优势成为新一代高比能储能体系的热门选择,极具发展潜力。然而,钠离子半径比锂离子半径大,已广泛应用的锂离子电池石墨负极由于层间距较小导致其无法应用,因而

探寻新的高比容负极材料对于发展下一代低成本、高比能钠离子储能体系尤为关键。

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近日,西安交通大学金属材料强度国家重点实验室宋江选教授团队发展了一种新型高比容、长寿命钠离子电池负极材料-红磷/硫化聚丙烯腈。该材料具有很高的放电容量(~1300mAh/g)和优异的循环性能(100周容量保持率大于91%)。在该工作中,团队成员设计并制备了一种新型的功能化导电聚合物-硫化聚丙烯腈作为导电基体,不同于普通的碳导电骨架,该导电聚合物富含C-S-S-官能团,可通过简单的球磨方式与红磷形成化学键合(C-S-P)。该化学键的存在能很好地解决在大体积膨胀下活性物质与导电基体脱离的科学难题,极大的提高电极材料的电导率,抑制磷在循环中的体积膨胀,并使得电极材料上形成稳定的固体电解质界面,从而同时改善电极材料的循环稳定性和库伦效率。这项工作所提出的解决策略为高比容钠离子电池负极材料的制备提供了新的思路。

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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”为题发表在Advanced Functional Materials(IF=12.12)上。西安交通大学为该论文的第一作者和唯一通讯作者单位,材料学院宋江选教授为通讯作者,所指导的本科生胡烨为第一作者。该工作是团队在钠离子电池研究工作(Nano Energy, 2017, 40, 550, IF=12.34)的延续和进一步发展。

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西安交通大学作为首批进入国家“211”和“985”工程建设、国家确定为以建设世界知名高水平大学为目标的学校,

始终坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,不断增强科技创新能力,提升科技竞争力。2000年至今,主持“973计划”项目21项,获批国家自然科学基金项目4830项,基础研究项目数和经费在全国高校位居前列,以第一完成单位获国家科学技术奖61项,其中2017年主持7个项目获奖,位居全国高校第二。依托学科与人才培养优势,创新产学研合作模式,与政府、大中型企业建立研发中心,注重解决行业关键性技术问题,充分发挥科技对区域经济和社会发展的支撑作用。2000年以来,西安交通大学共承担国家社科重大项目23项,获得教育部人文社科奖21项,与国家发改委、商务部等共建10个高端智库,一大批研究成果被采纳应用。

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今天的西安交大又有了创造历史印记新贡献的坚实平台,占地5000亩的中国西部科技创新港拔地而起,8大平台和100多个科研基地将服务学科交叉、军民融合等国家重大科学研究。这里将更好服务于学生创新能力培养、科技成果转孵化和经济社会发展,主动探索21世纪现代大学与社会发展相融合的新模式、新形态和新经验。领衔成立的“丝绸之路大学联盟”,为人类文明共融发展和高等教育开放合作贡献力量,已吸引40个国家和地区的140余所大学加盟;着力打造的改革试点探索与评估协同创新中心、丝绸之路经济带研究协同创新中心等一批高端智库和研究平台,致力于为社会发展与民族复兴服务,全面实施提升国际竞争力战略,以教育国际化推动区域国际化。

在科研的道路上,西安交通大学从未停止脚步,为西部发展,为国家发展一直贡献着自己的智慧与力量!期待未来做出更好的科研成果!


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