近日，国际能源顶级刊物《Advanced Energy Materials》（影响因子：29.368）在线刊登了我校赵世强副教授第一作者的研究论文“Advancing Performance and Unfolding Mechanism of Lithium and Sodium Storage in SnO2 via Precision Synthesis of Monodisperse PEG-Ligated Nanoparticles”（聚乙二醇接枝单分散二氧化锡纳米颗粒的精准合成及储锂/钠性能提升和储能机理探究），我校王舜副校长与佐治亚理工学院（美国）林志群教授为通讯作者，该研究工作受到国家自然科学基金项目（21905208）的资助。
《Advanced Energy Materials》(《先进能源材料》)是由Wiley Online Library出版发行的国际顶级期刊，是全球能源研究领域最具权威和影响力的学术期刊之一。
探索电极材料电化学反应的活性提升策略及储能过程机理一直是电池研究领域的关键课题。二氧化锡（SnO2）是一种高容量锂/钠离子电池负极材料，理论储锂容量高达1494 mAh/g，是商用石墨负极的约4倍，且具有成本低、易制备、环境友好、工作电压适中等突出优点。然而，常规结构SnO2具有差的导电性和结构稳定性，且在电池充放电反应过程中Sn相会逐渐粗化为大尺寸颗粒，引起电极材料电化学反应活性的退化，导致电池容量快速衰减。此外，SnO2的储钠机理至今尚不非常明确。
在本文工作中，研究团队基于前期发表的论文Advanced Energy Materials，2020，10，2070027（赵世强副教授为第一作者）中提出的抑制Sn粗化的“物理屏障、孔隙边界、异质界面”三种策略，创造性地以聚丙烯酸-嵌段-聚乙二醇（star-like PAA-b-PEG）星型嵌段共聚物为限域纳米反应器，实现了4纳米均一粒径SnO2颗粒的精准合成。利用颗粒表面接枝的PEG与氧化石墨烯（GO）上羟基、环氧基、羧基等功能基团间的氢键作用，将SnO2@PEG纳米颗粒均匀锚嵌在GO表面，经逐层堆叠后获得SnO2@PEG-GO层状复合材料。研究证实，纳米尺度SnO2具有超高储锂储钠电化学反应活性，PEG和GO分别作为离子和电子导体显著提升导电性，且PEG和GO分别作为纳米和微米层级的物理屏障高效抑制Sn粗化，使SnO2@PEG-GO展现出超高容量和杰出循环性能。值得关注的是，该工作利用高分辨电子显微镜、X射线光电子能谱、Raman散射光谱等系列表征手段，详细阐述了SnO2的三步可逆储锂反应过程，并首次证实了SnO2的储钠过程主要依赖于SnO和Sn之间的可逆电化学反应。该研究成果将对新型高容量电极材料的设计合成和储能机理研究具有一定借鉴意义。
赵世强副教授长期致力于碱金属离子电池高性能电极材料的设计合成、性能提升和储能机理研究，主持国家自然科学基金项目1项，至今已发表33篇SCI论文，含影响因子20以上论文8篇，影响因子10以上论文15篇，SEI一区论文24篇，3篇ESI高被引，4篇期刊封面，累计被引用2050余次(H因子20)，其中第一作者代表性研究成果发表在Advanced Energy Materials（IF=29.368，3篇）和ACS Energy Letters（IF=23.101）等期刊上，参与SCI论文审稿280余篇，担任《Nano Research Energy》期刊青年编委会成员、《Materials》期刊能源主题编辑和电池专刊客座主编、第六届“国际材料工程与先进制造技术会议2022 MEAMT”能源存储材料方向程序委员会主席等学术职务，目前担任化学系副主任、能源化学专业负责人、招生与就业处跟岗“三强”干部。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202201015
课题组主页：/info/1022/23255.htm
科研团队主页：http://carbonenergygroup.wzu.edu.cn/index.htm
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