本报讯（通讯员朱瑞东）10月2日，强电磁工程与新技术国家重点实验室新型电化学储能技术实验室“青年千人计划”入选者蒋凯教授、副研究员王康丽及其团队的最新研究成果“硫掺杂的无定型碳作为高性能储钠负极的研究”（Sulfur-doped Disordered Carbon as High Performance Anode Material for Sodium Ion Batteries）发表在英国皇家化学学会RSC旗下顶尖期刊《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science，IF=20.532）。
发展低成本、高性能的电化学储能材料和技术，将有效推动储能电池技术在电力系统的规模应用，解决智能电网发展的瓶颈问题。与锂离子电池具有相似工作原理的钠离子电池由于钠资源广、价格低，在大规模储能领域具有潜在的应用前景。然而，钠离子的半径较锂离子半径大很多，所以研发合适的嵌钠电极材料非常困难。
该实验室以廉价的有机小分子NTCDA与单质S为原料，通过高温热解法得到硫掺杂的无定型碳，并首次将其作为钠离子电池负极材料。该材料的可逆储钠容量高达516 mAh g-1，且循环1000周后容量保持率高达85.9%，是目前报道的综合性能最优异的储钠碳负极。通过对该材料电化学反应机理的研究，研究人员证明了作为掺杂原子的硫可以通过自身的氧化还原反应提供部分容量。此外，相对于未掺杂的多孔碳，经过硫掺杂后的碳材料的层间距、比表面及电导率都有明显提高，从而证明了硫掺杂可以有效地活化碳材料，硫与碳的相互协同作用大幅度提高了碳材料本身的储钠性能。该研究为实现高容量、高效率、高循环性的钠离子电池指出了新的方向。
据介绍，新型电化学储能技术实验室在钠离子电池电极材料的其他多个方向也取得了较好的研究进展。如采用熔盐电化学方法合成了系列钠钛氧钠离子电池负极材料，采用球磨法合成了Sb2Se3/C复合钠离子电池合金负极材料，在有机钠离子电极材料方面合成了自掺杂聚合物储钠正极材料等。