近日，材料与化学工程学院方少明教授/肖元化副教授团队和中国科技大学的余彦教授合作在国际顶级学术期刊《Nano-Micro Letters》（JCR一区TOP期刊，影响因子23.65）发表题名为“Elastic Buffering Layer on CuS Enabling High‑Rate and Long‑Life Sodium‑Ion Storage”(《高弹性聚合物表面膜助力高倍率、长寿命储钠》)的研究论文。

“双碳”目标背景下，新能源发展进入快车道。钠离子电池以其丰富的钠资源，在未来大规模储能电池领域展现巨大应用潜力。基于转化反应机制的过渡金属化合物负极材料尽管具有高的理论比容量，但其在钠离子存储实际应用中仍然存在容量低和快速衰减等问题。

钠离子电池转化反应型金属硫化物电极材料由于内部“未反应核”，表面粉化和多硫化物穿梭效应会导致它们实际容量偏低和循环稳定性不理想。传统的材料纳米工程不易同时解决上述系列难题。鉴于此，该团队通过在CuS纳米片表面原位修饰聚苯胺 (PANI) 薄膜，提高钠离子电池的倍率与循环性能。该PANI膜具有显著优于一般碳材料的断裂伸长率，能更有效地缓冲材料的体积形变，抑制材料表面粉化。同时，该PANI膜在电解液中展现了优异的可逆溶胀性能。经溶胀的PANI可以稳定固态电解质界面相，促进载流子输运。再者，PANI中带正电荷基元（–NH2+–）能吸附电负性的多硫化物，抑制穿梭效应。

该工作的发表有力支撑了“化学工程与技术”博士点学科的建设。此项研究成果得到了国家自然科学基金、河南省优秀青年基金、河南省高校创新人才等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1007/s40820-022-00924-3