隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和電氣化的快速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求不斷增加。日常生活中常用的鋰離子電池已不能滿足日益增長(zhǎng)的能源需求。鋰硫電池和鈉離子電池作為新一代儲(chǔ)能電池，具有良好的研究和應(yīng)用價(jià)值。然而，鋰硫電池和鈉離子電池在發(fā)展與應(yīng)用過程中仍存在許多問題需要解決。深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院孫靈娜教授團(tuán)隊(duì)在新能源電池領(lǐng)域積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，近期在《Journal of Energy Chemistry》（影響因子13.1，中科院JCR 1 區(qū)，TOP期刊）和《Small》（影響因子13.3，中科院JCR 2 區(qū)，TOP期刊）發(fā)表鋰硫電池和鈉離子電池最新成果。

為解決鋰硫電池硫正極的電導(dǎo)率差、穿梭效應(yīng)、Li₂S不可逆沉積和鋰枝晶等問題，孫靈娜教授團(tuán)隊(duì)通過靜電紡絲技術(shù)制備了Fe₃Se₄和多孔氮摻雜納米纖維的復(fù)合材料（Fe₃Se₄@PNCNFs），并將其作為鋰硫電池中間層來改善其電化學(xué)性能。研究表明Fe₃Se₄@PNCNFs對(duì)鋰硫電池充放電過程中產(chǎn)生的多硫化鋰中間產(chǎn)物有著較強(qiáng)的吸附和催化作用，能將多硫化鋰保留在正極側(cè)從而減弱穿梭效應(yīng)。除此之外，在鋰硫電池充放電過程中，F(xiàn)e₃Se₄會(huì)與多硫化鋰反應(yīng)生成絡(luò)合物L(fēng)i_xFeS_y，其能促進(jìn)Li₂S的三維沉積來增強(qiáng)其可逆能力和倍率性能，這為鋰硫電池的性能改進(jìn)提供了一條新的路徑和策略。該論文《Accelerating lithium-sulfur battery reaction kinetics and inducing 3D deposition of Li₂S using interactions between Fe₃Se₄and lithium polysulfides》發(fā)表在《Journal of Energy Chemistry》（影響因子13.1，中科院JCR 1 區(qū)），深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院碩士研究生林一涵為第一作者，孫靈娜教授為通訊作者，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院為通訊單位。

原文連接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2024.03.052

為解決金屬硫族化合物作為鈉離子電池負(fù)極材料時(shí)，在轉(zhuǎn)化-合金化過程中伴隨著的體積膨脹變形和活性材料粉化導(dǎo)致電極接觸減弱，從集電器上剝落等問題，孫靈娜教授團(tuán)隊(duì)首先將ZnSn(OH)₆納米盒狀前驅(qū)體與聚丙烯腈（PAN）進(jìn)行靜電紡絲，得到三維自支撐網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過碳化和硒化熱處理后，開發(fā)出嵌入Se/N共摻雜CNF骨架中的ZnSe/SnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)（ZnSe/SnSe@Se,N-CNFs）。獨(dú)特的ZnSe/SnSe異質(zhì)結(jié)構(gòu)、靜電紡絲CNF和Se/N共摻雜特性可有效促進(jìn)電子/離子傳輸速率，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，加速電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：I) ZnSe/SnSe中的異質(zhì)邊界將提供增強(qiáng)的界面耦合效應(yīng)和內(nèi)置電場(chǎng)，具有額外的電荷轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)力，可吸引更多Na⁺離子吸附在異質(zhì)界面上，提高Na⁺離子從電解液到電極的遷移速率，從而有效加速電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。Ⅱ) 嵌入ZnSe/SnSe納米盒的三維自支撐CNF網(wǎng)絡(luò)不僅能增強(qiáng)半導(dǎo)體ZnSe/SnSe的導(dǎo)電性，還能避免在嵌入/脫出過程中發(fā)生劇烈的體積膨脹/收縮，改善其結(jié)構(gòu)的完整性。Ⅲ) Se/N共摻雜特性實(shí)現(xiàn)了CNF基體與硒化異質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的耦合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了離子/電子的快速傳輸，加速了鈉離子儲(chǔ)存的表面/內(nèi)部反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，并增強(qiáng)了CNF基體的電子導(dǎo)電性和電解液潤(rùn)濕性。這項(xiàng)研究為解決目前合金基材料在鈉離子電池中所面臨的挑戰(zhàn)提供了一些具有啟發(fā)性的設(shè)計(jì)思路：通過異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建、碳?xì)ね繉雍凸矒诫s改性策略，提高了導(dǎo)電性；通過將合金材料嵌入具有三維獨(dú)立骨架特征的碳基體，解決了體積膨脹問題。該論文《ZnSe/SnSe Heterostructure Incorporated with Selenium/Nitrogen Co-Doped Carbon Nanofiber Skeleton for Sodium-Ion Batteries》發(fā)表在《Small》（影響因子13.3，中科院JCR 2 區(qū)），深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張穎朦研究員、碩士研究生程樂樂為共同第一作者，張穎朦研究員、孫靈娜教授為共同通訊作者，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院為通訊單位。

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202306536

上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金和深圳市科學(xué)技術(shù)基金的支持。