近日，国际知名期刊Small Structures（Small姊妹刊）和Small Methods（影响因子12.13）在线发表了皇冠新体育app陈重学副教授课题组的最新研究成果。两篇论文题目分别为“Design Strategies of high-voltage aqueous batteries”（第一作者为皇冠新体育app2021级博士生董重瑞）和“A Green and Scalable Synthesis of Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇/rGO Cathode for High-Rate and Long-Life Sodium-ion Batteries” （第一作者为皇冠新体育app2020届硕士毕业生汪慧明），陈重学副教授为通讯作者。

水系金属离子电池以其高功率密度、易于制造和极高安全性等特质，展现出在未来大规模储能系统中应用的潜力。进一步拓宽电压窗口可提高电池的工作电压和能量密度，从而增强其竞争力。董重瑞等对当前提高水系电池工作电压的策略进行了全面的阐述和总结，主要围绕电解质、电极和集流体三个方面进行论述，他们在该文中强调无论研究者在设计中采用何种策略，都应将降低成本、简化制造工艺以及提高电解液的可持续性放在与拓宽电解液电压窗口同等重要的地位加以讨论。该综述能够为宽电压窗口水系电池的设计提供指导，并且作者坚信通过电极、电解液和集流体的协同设计可推动水系储能电池的实际应用。

《Small Structures》

钠离子电池被认为是一类极具应用前景的电化学储能技术，从本质上讲，开发低成本的电极材料并实现简单经济的放大生产对于促进钠离子电池的商业化应用至关重要。然而迄今为止，可大规模生产的廉价正极依然少见。汪慧明等采用了一种绿色且易放大的合成方法，以FePO₄、Na₃PO₄和GO为原料，获得了Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇/rGO复合材料，该工艺具有极高的原子经济性。目标正极表现出超长的循环寿命（20℃下8000次循环后容量保持率为72.4%）和出色的倍率性能（100℃下为42.4 mAh•g^-1）。特别是，由Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇/rGO正极和硬碳负极组装而成的NFPP/rGO-HC全电池表现出192 Wh•kg^-1 的能量密度和优异的循环性能（500次循环后容量保持率为85.2%）。该研究成果可推动Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇/rGO正极在商业化钠离子电池的应用。

《Small Methods》

这两项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省重点研发计划、湖北省自然科学基金和武汉大学人才计划科研启动经费的资助。

《Small Structures》原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sstr.202100001

《Small Methods》原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smtd.202100372