近日，中心在英国皇家化学会高水平期刊《Nanoscale》上在线发表了题为“Cream rolls-inspired advanced MnS/C composite for sodium-ion batteries: Encapsulating MnS creams into hollow N, S co-doped carbon rolls”的研究成果。中心在读硕士研究生李高杰为第一作者，米立伟教授、陈卫华教授、陈孔耀博士为通讯作者，中原工学院为第一完成单位。

近年来，钠离子电池以能量密度高、工作电压合适和环境友好等优点，被认为是最有竞争力的电化学储能系统候选者之一。然而，由于较大的钠离子半径、较高的嵌钠势垒等不利因素，导致了钠离子电池电极材料储钠位点少、嵌钠动力学过程慢、结构稳定性差等问题，严重地阻碍了电极材料的开发进度。

针对硫化锰负极存在的电导率低、结构稳定性差等问题，该论文以天然生物质为前驱体，设计并制备了了一种奶油蛋卷状MnS/硫氮共掺杂碳管复合物(MnS/NSCTs)钠离子电池负极材料。这种MnS/NSCTs复合物作为钠离子电池的负极材料时表现出高可逆容量、良好的倍率性能和超长循环稳定性。在电流密度为100 mA g^-1时，MnS/NSCTs复合物的可逆容量可达550.6 mA h g^-1；在10000 mA g^-1的高电流密度下，其可逆容量依然达到319.8 mA h g^-1。此外，1000 mA g^-1下循环1400周后，MnS/NSCTs复合物可逆容量仍然保持447.0 mA h g^-1。MnS/SNCTs复合物优异的电化学性能主要归功于其独特的交联奶油蛋卷状结构，这种结构缩短了钠离子的传输通道，减轻了充放电过程中的体积变化。此外，通过多种原位/非原位表征揭示了MnS转换反应型储钠机理。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省科技厅、河南省教育厅等单位项目的支持。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/nr/d0nr00626b#!divAbstract