钾离子电池由于其成本较低和钾金属资源丰富且绿色环保等特点，有望在大规模储能等领域得到广泛应用。负极材料的性能对钾离子电池的工作电压与可逆容量具有重要影响。然而，钾离子电池负极材料的储钾容量和结构稳定性往往较差，严重制约了钾离子电池的实际应用。因此，开发先进的负极材料具有重要的研究意义与实用价值。
近日，我院先进化学电源研究所在钾离子电池负极材料的结构构建研究方面取得新进展，提出一种基于结晶诱导的炭纳米片厚度调控策略，提高钾离子电池的电化学储钾性能。相关成果以“Crystallization-induced thickness tuning of carbon nanosheets for fast potassium storages”为题发表在国际学术期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（影响因子IF=9.9，JCR一区，TOP）。中国矿业大学为第一完成单位，我院新能源材料与器件专业2020级本科生杨泽城为第一作者，我院教师陈亚鑫为通讯作者。
结晶诱导下无机盐晶体形态设计
此工作通过在胶束-盐体系中调节无机盐的形核与晶体生长行为，进而控制无机盐晶体的形态与尺寸，得到不同形态的盐晶体（图1）。得到的盐晶体被进一步用作模板，以实现炭纳米片的厚度调控。合成的含氮炭纳米片材料具有超薄的片层结构，暴露出丰富的储钾位点，使其具有高的可逆容量。同时缩短了钾离子的迁移路径，改善了离子和电子的传输动力学，从而具有优异的倍率性能。此工作拓宽了结晶诱导构筑可控炭纳米片的应用，并为提高钾离子电池负极材料性能提供见解。
上述研究工作得到Natural Science Foundation of Jiangsu Province (Youth Fund, No. BK20221138), National Natural Science Foundation of China (21975283, 22279612), Fund for Education of Xuzhou University of Technology (XKY2019109), Material Science and Engineering Discipline Guidance Fund of China University of Mining and Technology (CUMTMS202205) 项目的资助，并得到中国矿业大学分析与计算中心周蕊教授等的支持与帮助。
我院先进化学电源研究所深入贯彻学院本科生人才培养理念，加强第一课堂与第二课堂共建，开展本科生科研能力培养。指导本科生以第一作者于Advanced Materials、Applied Surface Science、Journal of Colloid and Interface Science等期刊刊发科研成果，其中2022年至今于中科院1区以及影响因子10等期刊发表科研论文8篇，获2019年（王立峰，鞠治成*）、2022年（刘家岑、陈亚鑫*）江苏省普通高等学校优秀毕业论文一等奖。
新闻来源：材料与物理学院 陈亚鑫
责任编辑：欧阳孔研
审核：唐军
