材料學院楊艷玲教授在《Advanced Energy Materials》上發(fā)表鈉離子電池負極材料及器件重要研究成果

材料科學與工程學院（文物保護科學與技術(shù)學院）楊艷玲教授在Wiley出版社旗下的國際著名學術(shù)期刊《Advanced Energy Materials》（IF：24.4）上發(fā)表題為“A Fast-Charging and Ultra-Stable Sodium-Ion Battery Anode Enabled by N-Doped Bi/BiOCl in a Carbon Framework”的高水平研究型論文。我校楊艷玲教授、昆士蘭科技大學陳志剛教授為論文共同通訊作者，陜西科技大學為第一通訊單位。該論文的發(fā)表有助于提高我校在能源存儲材料領域的國際影響力。

由于原料儲量豐富且成本低廉，鈉離子電池受到了前所未有的關(guān)注。然而，由于缺乏具有快速充電能力和極高穩(wěn)定性的替代負極材料，鈉離子電池的廣泛應用受到了阻礙。為了應對這一挑戰(zhàn)，本論文開發(fā)了一種能夠快速充電的鈉離子電池負極材料，即嵌入氮摻雜碳框架的Bi/BiOCl（Bi/BiOCl@NC），該負極材料具有快速的Na⁺傳輸通道和超高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在乙醚電解質(zhì)中循環(huán)時，Bi/BiOCl@NC會發(fā)生顯著的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，形成三維多孔骨架結(jié)構(gòu)，這有利于增加Na⁺傳輸通道和縮減Na⁺傳輸距離，并能適應充放電過程中的體積變化。通過密度泛函理論計算模擬Na⁺在該結(jié)構(gòu)中的儲存行為，發(fā)現(xiàn)Bi/BiOCl@NC具有較低的Na⁺傳輸勢壘（0.056 eV）和出色的電子導電性。獨特的結(jié)構(gòu)使得Bi/BiOCl@NC負極材料在20 A g^–1條件下具有410 mAh g^–1的超高Na⁺儲存能力，并能在10 A g^–1的高電流密度條件下穩(wěn)定循環(huán)超過2300次，這一結(jié)果刷新了已報道的鈉離子電池負極材料的性能表現(xiàn)。這項工作為鈉離子電池提供了一種極具前景的負極材料，并將激勵研究人員開發(fā)出更多的新型儲能系統(tǒng)。

論文信息：Sheng-Li Wei, Yan-Ling Yang, et al. A Fast-Charging and Ultra-Stable Sodium-Ion Battery Anode Enabled by N-Doped Bi/BiOCl in a Carbon Framework. Advanced Energy Materials, 2024, 14, 2401825.

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/aenm.202401825

代表性論文：

(1) Biomass-Derived Carbon for High-Performance Batteries: From Structure to Properties, Advanced Functional Materials, 2022, 2201584.（IF=19.924，ESI高被引論文）

(2) N-doped silk wadding-derived carbon/SnO_x@reduced graphene oxide film as an ultra-stable anode for sodium-ion half/full battery, Chemical Engineering Journal, 433 (2022) 133675.（IF=16.744）

(3) Flexible Carbon-Fiber/Semimetal Bi Nanosheet Arrays as Separable and Recyclable Plasmonic Photocatalysts and Photoelectrocatalysts. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12, 24845-24854.（IF=10.383，ESI高被引論文，ESI熱點論文）

(4) Full-spectrum responsive photocatalytic activity via non-noble metal Bi decorated mulberry-like BiVO₄, Journal of Materials Science & Technology, 83 (2021) 102-112.（IF=10.319）

(5) Self-standing Film Assembled by SnS-Sn/Multiwalled Carbon Nanotubes Encapsulated Carbon Fibers: A Potential Large-Scale Production Material for Ultra-Stable Sodium-Ion Battery Anode, ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 28359-28368.（IF=10.383，ESI高被引論文）

新聞小貼士：

楊艷玲，博士，教授，博士生導師，入選陜西省高層次人才計劃。近年來主持完成了國家自然科學基金項目2項，主持完成了人社部、科技廳等各類項目20余項。在Advanced Functional Materials、Chemical Engineering Journal、ACS Applied Materials & Interfaces等國際著名學術(shù)期刊發(fā)表學術(shù)論文100余篇，被SCI引用1000余次，其中ESI高被引論文3篇，ESI熱點論文1篇，期刊封面論文1篇。出版英文專著1部，獲得省部級科技獎勵三等獎1項。授權(quán)國家發(fā)明專利40余件，其中多件發(fā)明專利獲得了工程化應用，實現(xiàn)了顯著的經(jīng)濟效益。

（核稿：王卓 編輯：趙誠）