近日，機(jī)械工程學(xué)院姚衛(wèi)棠教授課題組在國際著名學(xué)術(shù)期刊Advanced Functional Materials(中科院一區(qū)Top，IF=18.5)發(fā)表題為"SimpleSynthesisandSodiumStorageAnalysisofUltra-HighNitrogen-DopedCore-ShellMesoporousCarbonNanospheres"的研究論文，第一作者為學(xué)院在讀碩士研究生馬文杰。

開發(fā)易于合成的高性能負(fù)極材料是當(dāng)前儲能（ES）領(lǐng)域的關(guān)鍵。該研究介紹了采用膠束誘導(dǎo)高溫?zé)峤夥ê铣沙叩獡诫s（21.1wt.%）核殼介孔碳納米球的新方法。所成材料由于獨(dú)特的核殼結(jié)構(gòu)和高氮摻雜，具有優(yōu)異的抗體積膨脹性能，在0.1A/g的電流密度下可實(shí)現(xiàn)高達(dá)283mAh/g的高可逆鈉存儲容量，并在5A/g的高電流密度下保持超過10000次的穩(wěn)定循環(huán)性能，在鈉離子電池中表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能和超長的循環(huán)穩(wěn)定性。

圖1.a)CYMCS制備示意圖，b,c)CYMCS前驅(qū)體的SEM和TEM圖像，d-g)CYMCS在1μm和200nm尺度上的SEM和TEM圖像，h)CYMCS的STEM圖像和EDX元素分布圖。

以往的研究對CYMCS和其他相關(guān)多孔材料中觀察到的低初始庫侖效率（ICE）背后的具體機(jī)制的了解有限。為解決這個問題，該研究不僅深入探討了CYMCS的電化學(xué)性能，還全面分析了固體電解質(zhì)界面相（SEI）的形成機(jī)制和電解質(zhì)分解過程，揭示了SEI膜、電解質(zhì)分解及初始庫侖效率ICE之間的關(guān)系，為相關(guān)碳材料的設(shè)計和改善ICE的策略提供了有價值的指導(dǎo)，為今后相關(guān)材料儲鈉應(yīng)用中初始庫侖效率的改進(jìn)研究提供了重要的理論依據(jù)。

圖2.a)CYMCS和HMCS的N2解吸等溫線、插圖顯示孔徑分布，b)SAXS衍射圖，c)CYMCS的SAXS擬合圖，d)從CYMCS的SAXS擬合圖中得出的孔徑對數(shù)正態(tài)分布，e)MFC、CYMCS和HMCS的XRD圖以及CYMCS的擬合圖，f)CYMCS、HMCS和MFC的拉曼光譜，g)CYMCS的XPS全譜圖，插圖顯示元素組成分布，h)CYMCS的XPSC1s光譜，i)CYMCS的XPSN1s光譜。

馬文杰是我校2022級材料工程碩士研究生，導(dǎo)師為姚衛(wèi)棠教授。曾獲學(xué)校2025年度研究生“十佳學(xué)術(shù)之星”，研究生國家獎學(xué)金。主要研究方向為介孔碳納米材料的可控合成及儲鈉應(yīng)用。以第一作者身份公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文4篇，參加受理和授權(quán)發(fā)明專利2項。