近日，我院青年教师朱建慧课题组的最新研究成果“Prompt Molten Na Infusion and Fluidic Transport by Virtue of Versatile Nano Canal Defects on Tin Oxide Sodiophilic Hosts”在能源材料类国际TOP期刊Advanced Energy Materials上发表（中科院一区，IF：27.8）。我院硕士研究生曾宇卓为第一作者，朱建慧副教授为通讯作者，西南大学材料与能源学院蒋建副教授和徐茂文教授为本文的共同通讯作者，西南大学金沙集团9500APP最新版为第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金（批准号：22005251、22005315、22179109）、重庆自然科学基金（批准号：cstc2020jcyj-zdxmX0010）和重庆市海归创业与创新支持计划（批准号：cx2018027）的资助。
低成本钠电池是储能领域的研究热点，而合适的负极材料是实现其商业化应用的关键。其中，钠金属负极具备理论比容量高（1165 mAh/g）、氧化还原电位低（-2.71V vs. SHE）、储量丰富、开发成本低等诸多优势，有望实现高能量密度储能，是一种备受关注的负极材料。然而，金属钠化学活性高，在充放电过程中面临枝晶生长和体积膨胀等问题，从而导致钠金属电池库伦效率低，循环寿命短，甚至存在枝晶刺穿隔膜引发短路和安全隐患。在本研究中，朱建慧副教授团队将富含缺陷的氧化锡纳米棒阵列与碳布基底集成，开发了独特的3D亲钠衬底。研究小组对液相生长的氧化锡纳米棒进行煅烧，纳米棒上演化出大量的管道缺陷，显著提升了衬底材料的表面能参数和固液润湿性，促进了熔融钠的自发浸润及合金化/成核反应；生成的亲钠合金相Na15Sn4中间层有助于降低成核能垒，引导钠离子快速均匀轴向沉积，并有效抑制充放电过程中的枝晶生长，极大提升了金属钠负极的稳定性和安全性。这一独特的设计为实用钠金属负极的推广应用提供了新的研究思路。
朱建慧副教授课题组的研究兴趣集中在储能材料与器件及其相关基础科学问题，包括水系电池、锂/钠离子电池、锂硫电池等领域。近五年来，研究团队先后主持国家自然科学基金2项、省部级课题3项、横向课题3项，研究成果发表在ACS Energy Letters、Advanced Functional Materials、Nano Research、Chemical Engineering Journal等国内外一区TOP期刊上，授权发明专利3项，指导学生获中国国际“互联网+”大学生创新大赛（2023）全国铜奖和第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品黑科技展示行星级奖项。
论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202303871
撰稿：朱建慧
审核：邓涛
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