近期，我校物理与能源学院洪振生副教授所带领的课题组在钠离子电池领域取得重要进展。他们的研究成果 “理性设计与通用方法制备高性能掺杂位点可调的硫掺杂硬碳钠离子电池负极材料”（Rational Design and General Synthesis of S-Doped Hard Carbon with Tunable Doping Sites toward Excellent Na‐Ion Storage Performance）在材料科学与技术领域国际顶级期刊《Advanced Materials》发表（影响因子19.791）。这代表我校在材料科学领域又取得一项高水平的研究成果。
异原子掺杂是调控碳材料微结构，从而改善其电化学存储性能的一种有效的策略。然而，控制异原子的掺杂位置是一个巨大的挑战。本研究采用实验与理论计算模拟相结合的方法来解决这一难题。首次开发了一种通用合成方法（一步熔盐法），制备出层间距与掺杂位点可调的硫掺杂硬碳材料。实验结果表明，在相近掺杂浓度下，硫掺杂在孔隙较少的硬碳中比掺杂在多孔缺陷的硬碳中产生更大的层间距，且其层间距值与理论预测值一致。深入分析表明在不同的硬碳结构中，硫会掺杂在不同的位置，从而造成不同的层间距。钠离子电池测试结果表面，层间距大缺陷少的硫掺杂硬碳明显具有更高的储钠容量、优异的速率性能和循环稳定性。即使在1 A g-1大电流密度下经过4000次循环后，其可逆容量仍可稳定在200mA h g -1。该研究为理性设计异质原子掺杂碳材料提供了重要的制备理论基础和指导，也开发了一种高性能储能材料碳材料的合成方法。
本研究是在国家自然科学基金和福建省杰出青年科学基金的支持下取得的。该研究成果的合作老师（理论计算部分）是我校物理与能源学院张健敏副教授。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201802035
