缺乏高性能負(fù)極材料制約鈉離子電池發(fā)展，合金型負(fù)極材料銻因理論比容量高、導(dǎo)電性優(yōu)異、工作電壓適中、資源儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)受到廣泛關(guān)注。但是，銻基材料在充放電過(guò)程中往往產(chǎn)生劇烈的體積變化，引發(fā)電極材料粉化從導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)剝離，最終導(dǎo)致電池性能衰減。西南交通大學(xué)楊維清教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，首次將石墨炔與銻復(fù)合，構(gòu)筑了一種蛋黃-蛋殼結(jié)構(gòu)的新型石墨炔包覆銻納米盒，和傳統(tǒng)的碳包覆銻納米空心立方盒相比，其倍率性能更好、循環(huán)壽命更長(zhǎng)。在10Ag-1的高倍率下能實(shí)現(xiàn)294mAhg-1的高比容量；在1Ag-1下循環(huán)8000圈后，比容量還依然能保持在325mAhg-1，容量保持率達(dá)74%。研究人員觀察到，換為石墨炔殼層后鈉離子傳輸可實(shí)現(xiàn)更快的速度?；谛滦褪舶蹭R納米盒負(fù)極、磷酸釩鈉正極的鈉離子全電池可以穩(wěn)定循環(huán)并提供較高功率輸出，證明了Sb@Void@GDYNBs具有良好的應(yīng)用潛力。最重要的是，和以往銻基材料在充放電過(guò)程中容易產(chǎn)生體積變化作對(duì)比，蛋黃-蛋殼結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空隙空間可以容納銻的體積膨脹。新型石墨炔包覆銻納米盒憑借這些優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和非凡的循環(huán)穩(wěn)定性。這種材料設(shè)計(jì)新穎，新材料的儲(chǔ)鈉性能十分出色。

西南交通大學(xué)楊維清教授指出：“這種材料或者說(shuō)這種改性策略，能夠有效提升銻基材料的儲(chǔ)鈉性能，可以在大規(guī)模儲(chǔ)能和低速電動(dòng)車等領(lǐng)域得到廣泛推廣。”前不久，相關(guān)論文以《用于高倍率、長(zhǎng)壽命鈉離子電池的石墨炔包覆銻納米盒》為題發(fā)表在ACSNano上。西南交通大學(xué)劉妍副教授是該論文第一作者，楊維清教授為論文通訊作者。該課題組已經(jīng)成功合成Sb@Void@GDYNBs，并對(duì)其進(jìn)行了性能表征。但是，制備工藝仍然需要進(jìn)一步優(yōu)化，以提高材料的制備效率和穩(wěn)定性。“我們可能會(huì)研究新的材料制備方法和工藝條件，以獲得更好的制備效果。”在材料制備和性能研究的基礎(chǔ)上，他們計(jì)劃嘗試進(jìn)行材料改性和優(yōu)化設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步提高該材料的性能和穩(wěn)定性。例如，通過(guò)添加新的助劑和摻雜元素，來(lái)調(diào)控材料的電化學(xué)性能和結(jié)構(gòu)特征。在對(duì)該材料進(jìn)行全面性能表征的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)還打算開(kāi)展應(yīng)用研究。比如，在實(shí)際電池體系中的性能表現(xiàn)、對(duì)環(huán)境和健康的影響等方面進(jìn)行研究，以評(píng)估其實(shí)際應(yīng)用潛力和安全性。