近期,，化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院黃紹專教授團隊在過渡金屬硫/硒化物可控調(diào)節(jié)鈉離子電池性能方面取得了新的研究進展,。11月10日，研究成果以Unveiling the double-edged behavior of controlled selenium substitution in cobalt sulfide for balanced Na-storage capacity and rate capability為題,，發(fā)表于國際著名期刊Advanced Functional Materials（Ad, Funct. Mater. 2023, 2310256 htps://do.org/10.1002/adfm.202310256）,。化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院碩士研究生何婷婷,、趙偉銘為論文共同第一作者,，黃紹專教授為論文唯一通訊作者，我校為論文第一署名單位,。文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202310256,。

過渡金屬化合物因其較高的理論比容量和良好的電化學(xué)活性而被廣泛研究。然而在電化學(xué)反應(yīng)過程中,，過渡金屬化合物遭遇巨大的體積變化和遲緩的反應(yīng)動力學(xué)等問題,，極大地阻礙了其在高功率/高能量二次電池中的應(yīng)用。為此,，黃紹專教授團隊先后通過電極材料結(jié)構(gòu)精細化設(shè)計（Advanced Materials,2018, 30, 1706637,；Energy Storage Materials, 2020, 32, 151-158.）、陽離子摻雜本征結(jié)構(gòu)調(diào)控（Advanced Energy Materials,2021, 11, 2003689,；Science Advances, 2022, 8(51), eadd6596）及催化載體材料設(shè)計（Advanced Energy Materials,2021, 11, 2003689;Small, 2022, 18, 2106716）等取得了系列研究成果,。但是，如何通過陰離子可控取代策略調(diào)控電極本征結(jié)構(gòu),，從而優(yōu)化電極材料的性能依然面臨著巨大挑戰(zhàn),，黃教授團隊近年來專注于此，開展研究,。

CoS2-xSex@SG的結(jié)構(gòu)與倍率性能,。化材學(xué)院供圖

該項研究提出了一種新型的“高度可控硒（Se）取代”和“硫,、硒共摻雜石墨烯（SG）固定”的CoS2-xSex納米晶設(shè)計方案,，有效調(diào)節(jié)了電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)和材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其中,，石墨烯上的CoS2-xSex納米晶“點對面”結(jié)構(gòu)以及CoS2-xSex與SG之間牢固的C-S-Co & C-Se-Co鍵不僅大大提高了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,，還促進了鈉存儲和電子轉(zhuǎn)移。此外,，通過電化學(xué)性能,、動力學(xué)分析和理論計算揭示了硒取代在鈉儲存中的雙刃劍作用——硒取代含量的增加會增強Na+擴散動力學(xué),，但會降低鈉儲存能力。研究表明,，當(dāng)Se取代含量為x=0.4時,，電極表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能（高初始庫侖效率、超高倍率性能和超穩(wěn)定循環(huán)性能）,。這項研究提供了一種可控的陰離子取代策略來平衡Na+儲存活性位點和動力學(xué),，在高功率/能量鈉離子電池中具有潛在的應(yīng)用價值。

黃紹專教授長期從事高性能鋰離子電池,、鈉離子電池,、鋰硫電池等關(guān)鍵電極材料的設(shè)計、合成及儲能機制研究,。目前在Chem. Soc. Rev., Sci. Adv., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., ACS Nano, Nano Energy等重要期刊發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文120余篇,。文章引用7000余次，H指數(shù)50,。