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近日，深圳大學(xué)材料學(xué)院李亞運(yùn)副教授在期刊《AdvancedEnergyMaterials》(影響因子：27.8，中科院大類一區(qū)，TOP期刊)上發(fā)表題為“3D Printed Sodium-Ion Batteries via Ternary Anode Design Affording Hybrid Ion Storage Mechanism”的研究論文。深圳大學(xué)2021級(jí)碩士生賀澤鈺為論文的第一作者，李亞運(yùn)副教授為獨(dú)立通訊作者，深圳大學(xué)材料學(xué)院為第一完成單位。

鈉離子電池作為最有吸引力的大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備之一，需要解決容量與倍率性能之間的權(quán)衡問題。本研究將具有混合儲(chǔ)鈉機(jī)制的電極材料和高精度電極制備工藝3D打印技術(shù)應(yīng)用于鈉離子電池，設(shè)計(jì)了一種三元復(fù)合物MoS₂@Bi/NC，實(shí)現(xiàn)了高可逆容量（在0.1 A g^-1下為604 mAh g^-1，初始輸出為709 mAh g^-1）和優(yōu)異的倍率性能（在15 A g^-1下為169.6 mAh g^-1）。通過合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和界面工程，有效地協(xié)同了MoS₂的轉(zhuǎn)化型特性、Bi的合金型特性以及N摻雜碳的吸附型特性。基于3D打印技術(shù)對電極結(jié)構(gòu)精細(xì)調(diào)控制備鈉離子全電池，負(fù)載質(zhì)量11.7mg cm^-2的情況下，1.0 A g^-1時(shí)具有114 mAh g^-1的容量。這項(xiàng)工作將促進(jìn)3D打印鈉離子電池器件的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮混合儲(chǔ)鈉機(jī)制的優(yōu)勢，為鈉離子電池的制備提供新的思路。

上述研究工作獲得了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目以及深圳市基礎(chǔ)研究面上項(xiàng)目的支持。