化学学报 ›› 2025, Vol. 83 ›› Issue (11): 1386-1396.DOI: 10.6023/A25050154 上一篇 下一篇
研究展望
张智强a,b, 董德锐a,b, 曹柳悦c,*(
), 张斌伟a,b,*(
)
投稿日期:2025-05-10
发布日期:2025-08-11
通讯作者:
曹柳悦, 张斌伟
作者简介:![]() |
张智强, 重庆大学在读硕士生. 2024年于中国石油大学(北京)获得工学学士学位, 2024年进入重庆大学攻读硕士学位. 目前研究方向主要包括三维集流体材料及固态电解质等高比能电池的关键材料开发. |
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张斌伟, 副教授, 重庆大学化学化工学院、前沿交叉学科研究院先进电能源化学研究中心、特种化学电源全国重点实验室. 于厦门大学化学化工学院获得学士和硕士学位, 2019年于澳大利亚伍伦贡大学获得博士学位, 分别于澳大利亚新南威尔斯大学及伍伦贡大学从事博士后. 主要从事钠硫电池、钠离子电池及电催化等研究. |
★ "中国青年化学家"专辑
基金资助:
Zhang Zhiqianga,b, Dong Deruia,b, Cao Liuyuec,*(
), Zhang Binweia,b,*(
)
Received:2025-05-10
Published:2025-08-11
Contact:
Cao Liuyue, Zhang Binwei
About author:★ For the VSI "Rising Stars in Chemistry"
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钠金属电池因其理论比容量高(1076 mA•h•g-1)和钠资源储量丰富, 被认为是下一代高能量密度电池的理想选择之一. 然而, 钠金属负极在循环过程中易形成枝晶, 引发短路问题, 导致电池循环寿命短和库仑效率低, 甚至存在安全隐患. 作为电池关键结构材料, 集流体的形貌结构设计可调控钠金属的沉积/剥离行为, 从而抑制枝晶生长. 其中, 三维碳集流体凭借其稳定的机械支撑、高比表面积和优化的离子传输路径, 能有效抑制枝晶形成, 显著提升电池的循环稳定性和电化学性能, 成为最具潜力的集流体材料之一. 系统综述了近年来碳集流体的制备工艺, 重点分析了三维碳基集流体的性能优化策略, 如原子掺杂提高亲钠特性、功能化改性三维碳材料电子结构、有机/无机复合策略提高界面稳定性以及孔径结构调节三维碳基集流体表面反应等方法, 并探讨了碳基材料的应用优势与研究进展. 最后, 对三维集流体在钠金属电池中的未来发展方向进行了展望.
张智强, 董德锐, 曹柳悦, 张斌伟. 三维碳基集流体在高比能钠金属电池中的应用与展望★[J]. 化学学报, 2025, 83(11): 1386-1396.
Zhang Zhiqiang, Dong Derui, Cao Liuyue, Zhang Binwei. Application and Perspectives of 3D Carbon-based Current Collectors for High Specific Energy Sodium Metal Batteries★[J]. Acta Chimica Sinica, 2025, 83(11): 1386-1396.
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(董瑞琪, 吴锋, 白莹, 吴川, 化学学报, 2021, 79, 1461.)
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(刘稳, 王昱捷, 杨慧琴, 李成杰, 吴娜, 颜洋, 化学学报, 2023, 81, 1379.)
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| [1] | 彭亚晶, 赵雨新, 杨金辉, 仉昕昕, 程佳玲. CsPbBrxI3-x全无机钙钛矿量子点的组分及浓度对电子结构及荧光性质影响研究[J]. 化学学报, 2024, 82(8): 879-886. |
| [2] | 张凯, 武晓君. 具有室温铁磁性的二维Janus钛硫属化物★[J]. 化学学报, 2023, 81(9): 1142-1147. |
| [3] | 苑志祥, 张浩, 胡思伽, 张波涛, 张建军, 崔光磊. 离子聚合原位固态化构建高安全锂电池固态聚合物电解质的研究进展★[J]. 化学学报, 2023, 81(8): 1064-1080. |
| [4] | 梁雪峰, 荆剑, 冯昕, 赵勇泽, 唐新员, 何燕, 张立胜, 李慧芳. 共价有机框架COF66/COF366的电子结构: 从单体到二维平面聚合物[J]. 化学学报, 2023, 81(7): 717-724. |
| [5] | 赵政嘉, 刘康, 郭燕, 于吉攀, 石伟群. 超铀金属有机化学研究进展[J]. 化学学报, 2023, 81(11): 1633-1641. |
| [6] | 郑冰, 王喆, 何静, 张姣, 戚文博, 张梦圆, 于海涛. 碱(土)金属/双层α-硼烯纳米复合体的结构和功函性质的理论研究[J]. 化学学报, 2023, 81(10): 1357-1370. |
| [7] | 龚雪, 马新国, 万锋达, 段汪洋, 杨小玲, 朱进容. 二维单层MoSi2X4 (X=N, P, As)的电子结构及光学性质研究[J]. 化学学报, 2022, 80(4): 510-516. |
| [8] | 刘康, 李斌, 于吉攀, 石伟群. 十四族卡本衍生物: 一类重要的活性中间体[J]. 化学学报, 2022, 80(3): 373-385. |
| [9] | 田宋炜, 周丽雪, 张秉乾, 张建军, 杜晓璠, 张浩, 胡思伽, 苑志祥, 韩鹏献, 李素丽, 赵伟, 周新红, 崔光磊. 聚环氧乙烷聚合物电解质基高电压固态锂金属电池的研究进展[J]. 化学学报, 2022, 80(10): 1410-1423. |
| [10] | 邓颖怡, 钱银银, 谢颖, 张磊, 郑冰, 娄原青, 于海涛. Li吸附对双层α-硼烯功函调控作用的理论研究[J]. 化学学报, 2020, 78(4): 344-354. |
| [11] | 杨之策, 田佳楠, 才洪雪, 李丽, 潘清江. 三(芳氧基)芳烃络合低价锕系离子的结构和还原性质理论探索[J]. 化学学报, 2020, 78(10): 1096-1101. |
| [12] | 陈方园, 曲宁, 吴群燕, 张红星, 石伟群, 潘清江. 二价双核铀聚吡咯配合物结构设计和铀-铀多重键的理论研究[J]. 化学学报, 2017, 75(5): 457-463. |
| [13] | 李磊, 贾桂霄, 王晓霞, 吴铜伟, 宋希文, 安胜利. 基于缺陷曲率对含有V1~V4空位(5,5)单壁碳纳米管[1+1]和[2+1]加成反应的第一性原理研究[J]. 化学学报, 2017, 75(3): 284-292. |
| [14] | 赵思魏, 钟宇曦, 郭元茹, 张红星, 潘清江. 聚吡咯铀酰氧-酰亚胺配合物结构、振动光谱和基团交换反应的相对论密度泛函理论计算[J]. 化学学报, 2016, 74(8): 683-688. |
| [15] | 吴其胜, 王子路, 王金兰. 单轴应变对石墨烯掺杂硼、氮、铝、硅、磷的影响与调控[J]. 化学学报, 2014, 72(12): 1233-1237. |
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