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科学研究

材料学院杨艳玲教授团队在《Progress in Materials Science》上发表钠离子电池快速充电负极设计最新综述

2025年12月08日 15:43 文、图/材料学院 点击:[]

陕西科技大学材料科学与工程学院(文物保护科学与技术学院)杨艳玲教授在材料领域国际顶级期刊《Progress in Materials Science》(IF:40)上发表题为“Advanced fast-charging anode designs for sodium-ion batteries”的高水平综述论文。我校杨艳玲教授、昆士兰科技大学陈志刚教授为论文共同通讯作者,陕西科技大学为第一通讯单位。该论文的发表提高了我校在能源存储和转换领域的国际影响力。

钠离子电池作为下一代储能器件,因其潜在的成本优势和快充能力,受到了广泛关注。然而,要实现超快充(充电时间小于15分钟)以满足实际应用需求,仍然面临着诸多挑战。在钠离子电池中,负极的动力学行为是决定其快充性能的绝对核心。因此,为了实现快速充电电池的大规模商业化,近年来学界投入了大量精力以开发具有优异倍率性能的先进负极材料。然而,从Na+迁移全过程的动力学限制出发,系统总结负极材料快充关键瓶颈,并总结其应对策略的综述仍较为稀缺。

本论文从Na+迁移的动力学过程出发,分析了钠离子电池负极面临的核心挑战,主要集中在以下四个方面:(1)Na+脱溶剂化过程的缓慢;(2)SEI层内部离子传输的受限;(3)负极内部固态扩散的缓慢;(4)钠化/脱钠过程中的显著体积变化。基于此,本论文构建了一套以机制为导向、策略相匹配的综述框架。围绕体相结构优化、协同电解液工程以及合理SEI设计三个方面,系统总结了近年来的代表性研究进展,力求为高性能钠离子电池快充负极的设计提供更具针对性的理论支撑与实践参考。最后,对未来钠离子电池快充负极材料的发展方向、面临的主要挑战进行了展望,并提出了相应的解决策略。

论文信息:Jiaxin Wang, Yanling Yang, et al. Advanced fast-charging anode designs for sodium-ion batteries, Progress in Materials Science, 156 (2026) 101564.

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2025.101564

团队代表性论文:

(1) A fast-charging and ultra-stable sodium-ion battery anode enabled by N-doped Bi/BiOCl in a carbon framework, Advanced Energy Materials, 14 (2024) 2401825. (IF=26.0)

(2) Spatial confinement of Co1.67Te2 nanoparticles within porous carbon nanofibers enabling fast kinetics and stability for sodium dual-ion batteries, Energy Storage Materials, 71 (2024) 103578. (IF=20.2)

(3) High capacity and long service in sodium-ion batteries achieved by the refinement of BiOCl from lamellar to flower-like in ether electrolyte, Chemical Engineering Journal, 489 (2024) 151346. (IF=13.2)

(4) Biomass-Derived Carbon for High-Performance Batteries: From Structure to Properties, Advanced Functional Materials, 2022, 2201584.(IF=19.0,ESI高被引论文)

(5) N-doped silk wadding-derived carbon/SnOx@reduced graphene oxide film as an ultra-stable anode for sodium-ion half/full battery, Chemical Engineering Journal, 433 (2022) 133675.(IF=13.2)

新闻小贴士:

杨艳玲,博士,教授,博士生导师,入选陕西省高层次人才计划。近年来主持完成了国家自然科学基金项目2项,主持完成了人社部、科技厅等各类项目20余项。在Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Energy Storage Materials、Chemical Engineering Journal等国际著名学术期刊发表学术论文100余篇,被SCI引用1000余次,其中ESI高被引论文3篇,ESI热点论文1篇,期刊封面论文1篇。出版英文专著1部,获得省部级科技奖励三等奖1项。授权国家发明专利40余件。

(核稿:伍媛婷 编辑:刘倩)

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