近日，化學與制藥學部何妍妍博士和周國偉教授在硫化鉬基負極材料用于鈉離子電池方面取得重要研究進展，在國際頂級期刊Advanced Functional Materials（IF=19.0）上發表題為“Space-confined MoS2 in Gradient-Structured Carbon Spheres for Ultra-stable Sodium-ion Storage”的研究論文。2023級碩士生程兵飛為第一作者，何妍妍博士、周國偉教授和上海理工大學柏中朝教授為本文共同通訊作者，齊魯工業大學（山東省科學院）化學與化工學院為第一通訊單位，上海理工大學材料與化學學院為合作單位。
圖1 （a, b）有限元模擬分析，（c）MoS2/MC負極材料合成示意圖
二硫化鉬具有較大的層間距（0.62 nm）和較高的理論比容量（670 mAh/g），是一種極具潛力的鈉離子電池負極材料。然而，其實際應用受到固有局限性的阻礙：導電性較差，且在循環過程中存在體積膨脹，導致容量快速衰減和結構退化?；谏鲜鰡栴}，本研究采用空間限域策略，設計了梯度結構的二硫化鉬/介孔碳（MoS2/MC）復合材料（如圖1所示）。首先，通過四丙氧基硅烷（TPOS） 介導的方法合成了梯度介孔碳球，該方法能夠實現可控的孔徑分布（4–10 nm）和超高的比表面積（>1022 m2 g-1），從而引導鉬基前驅體的均勻錨定。隨后，通過真空浸漬和高溫煅燒方法，在梯度孔內限域生長層狀二硫化鉬，形成了一種MoS2/C復合材料。這種梯度結構優化了鈉離子的傳輸路徑，增強了電子傳導，并有效緩沖了體積膨脹。結合有限元模擬分析和原位電化學表征，揭示了梯度結構在調控鈉離子分布和維持結構完整性方面的關鍵作用。所制備的MoS2/C負極材料展現出優異的儲鈉穩定性（在 5 A g-1 的電流密度下，經2500次循環保持 290.4 mAh g-1 的比容量）和倍率性能（在 10 A g-1 的電流密度下為 283.4 mAh g-1），為鈉離子電池負極材料制備提供了一種可靠的設計策略。另外，成功組裝了 Na3V2(PO4)3//MoS2@MC鈉離子軟包電池，進一步證實了材料實際應用的潛力。本研究工作受到國家自然科學基金、山東省自然科學基金等基金的資助。
何妍妍，博士，講師，碩士生導師。主要研究方向為鋰/鈉/鉀離子電池電極材料結構設計、合成及性能研究。主持國家自然科學基金青年項目、山東省自然科學基金面上項目、山東省自然科學基金青年項目和校（院）科教產融合試點工程基礎研究類項目等多項，以第一/通訊作者在Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Energy Storage Mater.等期刊發表SCI論文30余篇，獲授權國家發明專利4件。
周國偉，博士，二級教授，博士生導師。國務院政府特殊津貼專家、山東省有突出貢獻中青年專家、山東省優秀科技工作者、山東省優秀研究生指導教師等，主持國家自然科學基金、教育部科學技術研究重點項目、山東省自然科學基金重點項目等20余項，獲山東省科學技術獎一等獎、二等獎多項，在國際知名期刊Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Powder Mater., Chin. J. Catal.等發表SCI論文170余篇，以第一發明人獲國家發明專利50余件、美國專利2件。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202516499
