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　　近日，我院余彥教授課題組與德國馬普固體研究所合作，設計構筑了一系列具有分級納米結構的金屬硫系化合物復合材料。這種新穎的化合物結構表現(xiàn)了優(yōu)異的儲鋰和儲鈉性能。相關的研究結果發(fā)表在《Advanced Materials》上:(①Advanced Materials, (2016), DOI: 10.1002/ adma201602009;②Advanced Materials, (2016),DOI: 10.1002/adma.201600964; ③Advanced Materials, 2016, 28, 174-180。

　　鋰離子電池憑借其較高能量存儲密度在便攜式電子產(chǎn)品中已經(jīng)獲得廣泛的應用。近年來電動汽車，智能手機，智能電網(wǎng)的發(fā)展對電池提出了更高的要求：高能量密度，高功率密度，長循環(huán)壽命以及低成本。相比鋰離子電池，鈉離子電池具有資源豐富和成本低廉的優(yōu)勢，近年來受到科技界廣泛的關注。商業(yè)化石墨負極材料表現(xiàn)出有限的理論儲鋰（372 mAh g^-1）和儲鈉（31 mAh g^-1）容量，而金屬硫化物負極的理論儲鋰容量是商用石墨的2~4倍，近年來受到科技工作者的廣泛的關注和研究，有望成為新一代高性能電極材料。但是，金屬硫系化合物的低電導率和充放電過程中的巨大體積膨脹，導致其循環(huán)壽命和倍率性能極差。

　　針對上述問題，余彥教授課題組設計了設計和合成了一系列具有分級納米結構的金屬硫系化合物復合材料。這種新穎的納米結構構筑兼具低維納米結構和高維微結構的優(yōu)點，大幅度提高了金屬硫系化合物儲鋰和儲鈉的循環(huán)壽命和大倍率充放電性能，為提升金屬硫系化合物電極材料的性能提供了新的研究思路。例如，分層級納米結構的碳包覆硫化錳微米片作為鋰電池負極材料，在0.5 A g^-1的電流密度下，經(jīng)過100循環(huán)后，釋放出528 mAh g^-1的可逆儲鋰容量。豌豆莢狀的碳包覆硒化鈷納米線，在0.1 A g^-1的電流密度下，經(jīng)過100循環(huán)后，容量保持88%，釋放出294 mAh g^-1的可逆儲鈉容量。多孔碳支持的二硫化鉬納米片，在0.2 A g^-1的電流密度下，經(jīng)過350循環(huán)后，容量幾乎沒有衰減，可釋放出235 mAh g^-1可逆儲鈉容量。

　　中國科學技術大學為該工作的第一單位。該工作得到國家人才計劃，自然基金委，新世紀優(yōu)秀人才計劃，中國科學技術大學創(chuàng)新團隊培育基金，中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助以及蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心的大力支持。