建大新闻网讯    近期，我校机电工程学院王娟教授团队在国际顶级期刊发表论文2篇:Nano-Micro Letters（中科院TOP期刊，2023年影响因子26.6）上发表题为“A Review on Engineering Transition Metal Compound Catalysts to Accelerate the Redox Kinetics of Sulfur Cathodes for Lithium-Sulfur Batteries”（加速锂硫电池硫正极氧化还原动力学的金属化合物催化剂改性研究进展）的综述论文，青年教师陈利萍为该论文的第一作者。Small (中科院TOP期刊，2023年影响因子13.3)上发表题为“Trace Y Doping Regulated Bulk/Interfacial Reactions of P2-Layered Oxides for Ultrahigh-Rate Sodium-Ion Batteries”（超高倍率钠离子电池P2相层状氧化物的痕量钇掺杂调控主相/界面反应）的研究论文，青年教师李勇为该论文的第一作者。

锂硫电池具有高达1675 mAh g-1的理论比容量和2600 Wh kg-1的能量密度。然而，充放电过程中形成的多种中间产物多硫化锂(LiPSs, Li2Sn, 2≤n≤8)易溶于电解液、脱离正极材料，在电场作用下扩散至负极形成臭名昭著的穿梭效应，导致活性物质损失和容量衰退。近年来，设计具有优异吸附-催化能力的过渡金属化合物催化剂是加速硫正极氧化还原动力学的最有效的策略之一。本文综述了锂硫电池中阳离子/阴离子掺杂金属化合物、双金属/双阴离子金属化合物和异质结构金属化合物复合材料催化剂的典型改性策略。重点讨论了通过调节电子结构来提升催化性能的机理，包括能带、电子填充、d/p带中心、价态等。此外，还指出了三种策略调控电子结构以提高催化性能的不足之处，指导锂硫电池先进催化剂的设计。

近年来，钠离子电池凭借丰富、低廉的钠资源优势有望在储能电站等领域实现应用，钠离子电池成为继锂离子电池之后的新型储能器件，是下一代新型储能技术的重要解决方案，层状氧化物是目前最具商业化前景的钠电正极材料。然而，该类材料在充放电过程中面临结构相变和界面不稳定性的限制，影响了材料的电化学性能，阻碍了其商用化进程。该研究采用表面定向掺杂和体相痕量掺杂对材料进行体相和界面的双重调控。作者合成出痕量Y3+掺杂的P2-Na0.58[Ni0.33Mn0.67]Y0.025O2结构。研究发现，调控合成条件实现钇在钠位点的定向掺杂，并发生表面富集。理论计算表明钇掺杂调制了过渡金属离子的轨道带隙，增强了材料导电性，通过晶体轨道哈密顿布居函数证明强的Y-O键能，稳定了晶体结构，实现高倍率放电。

论文链接:

https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-023-01299-9

https://doi.org/10.1002/smll.202310756