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碳基材料因为资源丰富、价钱低廉同时又环境友爱被视为最具发展潜力的钠离子电池负极材料，硬碳、炭黑、碳纤维、石墨烯等相继见诸报端。不幸的是，大大部分碳材料在不一样水平上存在初次库伦效率低和循环性能差的问题，而杂环原子(例如B,N,S,P)的搀杂可改良上述问题，缘由是它能提高导电性，同时又能引入联合钠离子的活性位点，氮搀杂的碳基材料被普遍研究并在作为钠电负极时展示出重大提高。
与氮对比，硫拥有更大的原子尺寸和更小的电负性，搀杂时更有益于增大层间距、引入活性位点、加强碳基材料的电学性能。从双元素搀杂的协同效应的角度来看，N/S共搀杂是完成高导电性和扩展层间距的有用方法。然而，通常常应用含硫的先驱体作为硫源，仅能通过扩展层间距来提高钠的嵌入，不能够提供额外的的法拉第反响来进一步提高储钠容量。
▲图1 硫搀杂的表示图
为处理此类问题，南开大学周震教授团队采取了一种彻底不一样的方法进行硫搀杂——在H2S氛围下热处置富氮碳纳米片。
该方法利用气-固反响直接将吡咯N代替为S，通过构成-C-S-C-键的构成来提高S的利用率(如图1所示)，增大层间距的同时(图2)提供更多的活性位点来满足高度可逆的储钠反响，所以该氮硫共搀杂的多孔碳纳米片(S-N/C)用作钠电负极时展示出高容量和优良的倍任性能。
▲图2 氮硫搀杂对碳材料层间距的影响
从S-N/C的CV中能够看出，与N/C对比，S-N/C在1.05V有一个复原峰，对应Na+与连结在碳基底上的S之间的反响，在1.8V有一个氧化峰，表示S-N/C的部分容量是由Na+与S之间的法拉第反响奉献。在50mA/g的电流密度下，稳固容量可坚持在350mAh/g左右，即便电流密度提高到10A/g，容量仍可保持在110mAh/g左右，展示出优良的倍任性能。
▲图3 S-N/C电化学性能
上述成果发表于AdvancedMaterial
Yang J, Zhou X, Wu D, etal. S‐Doped N‐Rich Carbon Nanosheets with Expanded Interlayer Distance as AnodeMaterials for Sodium‐Ion Batteries[J]. Advanced Materials, 2016.DOI:10.1002/adma.201604108
文章起源：低维材料
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