鋰離子、鈉離子電池等可充電電池，具有能量密度高，耐久性強(qiáng)，安全性能好，無(wú)污染且無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，是極具前景的便攜儲(chǔ)能材料，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、電動(dòng)交通工具、航天、特種等領(lǐng)域。然而，能量密度、倍率特性、耐久性等性能的進(jìn)一步改善，在后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中十分重要。因此，探索高容量、快速充電、循環(huán)穩(wěn)定性高的新型電極材料越來(lái)越受到關(guān)注。

　　朱俊武教授與新加坡南洋理工大學(xué)顏清宇教授課題組合作，在鋰/鈉離子電池電極材料的研究上取得研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果10月初發(fā)表在納米材料學(xué)國(guó)際知名期刊ACSNano（2017,10.1021/acsnano.7b0613，影響因子13.94）上，我校作為該項(xiàng)工作第一單位，第一作者為我校博士生張健力，通訊作者為我校朱俊武老師和南洋理工大學(xué)顏清宇教授。

　　五氧化二鈮（Nb2O5）由于其安全環(huán)保、倍率特性高、循環(huán)穩(wěn)定性高等特性，被廣泛應(yīng)用于電池電極材料。然而其較差的導(dǎo)電性，以及較低的理論容量極大限制了其應(yīng)用。不同于Nb2O5，二硫化鈮（NbS2）由于能帶間隙小，導(dǎo)電性好，作為鋰離子、鈉離子電池的電極材料，極具應(yīng)用前景。但就目前的報(bào)道而言，NbS2的電容量無(wú)法滿(mǎn)足作為鋰/鈉電池儲(chǔ)能材料的要求，且常規(guī)制備方法均使用高溫固態(tài)反應(yīng)（約700~1050°C），再通過(guò)液相剝離技術(shù)制備生成，產(chǎn)率很低。

　　該工作利用一種簡(jiǎn)單的油相合成方法，在400°C以下制備出一系列過(guò)渡金屬（M=Fe,Co,Ni）和硒（Se）摻雜的二維規(guī)整NbS2納米片，并發(fā)現(xiàn)可通過(guò)調(diào)控過(guò)渡金屬M(fèi)和Se的摻雜量來(lái)調(diào)節(jié)MxNb1-xS2-ySey的形貌。其中，F(xiàn)e0.3Nb0.7S1.6Se0.4納米片應(yīng)用于鋰離子電池具有高的倍率性能，比容量可達(dá)461.3mAhg-1（電流密度為10Ag-1），循環(huán)3000次后，比容量仍達(dá)444mAhg-1（電流密度為5Ag-1）。應(yīng)用于鈉離子電池，其依舊表現(xiàn)出良好的倍率性能，在1Ag-1的電流密度下循環(huán)750次后，比電容仍高達(dá)260mAhg-1。不同于以前報(bào)道的插層嵌鋰反應(yīng)，該工作運(yùn)用高分辨透射電鏡，探究了NbS2在鋰離子儲(chǔ)能過(guò)程中的可逆轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)理。

　　該工作成功采用油相合成工藝制備出性能優(yōu)異的過(guò)渡金屬和硒共摻雜的NbS2二維納米片，并應(yīng)用與鋰/鈉電池存儲(chǔ)中，為新型高性能電池的開(kāi)發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。