近年来，金属硫化物-碳纳米复合材料逐渐被视为一种低成本的电极材料。不过，金属硫化物复合材料要想实现商品化应用就必须克服循环稳定性不佳的难题。最近，青岛大学的Dongjiang Yang等发现使用Co-Ni-海藻酸钠生物质制备的N/S共掺杂碳壳- Co₆Ni₃S₈双金属核材料中碳壳中存在的氮硫空位能够对储钠性能进行调控。

本文要点

1) 研究人员利用Co-Ni-海藻酸钠生物质制备了Co₆Ni₃S₈/C气凝胶材料（Co₆Ni₃S₈/NSCA）。该材料表现出优异的钠离子存储性能：其在1A/g的电流密度下可逆容量高达568.1mAh/g，循环300周后的容量保持率高达94.4%。

2) Ni的引入使得气凝胶材料的晶胞参数从Co₉S₈的0.9928nm提高到Co₆Ni₃S₈的0.9972nm。密度泛函理论计算发现碳壳中存在的N空位和S空位能够显著提高载流子的浓度、电子电导并增强碳壳和Co₆Ni₃S₈的结合能力。这不仅能够增强Na⁺与主体晶格材料的结合能，而且还使得Na⁺扩散能垒降低至0.46eV。

Yihui Zou et al, Nitrogen and Sulfur Vacancies in Carbon Shell to Tune Charge Distribution of Co6Ni3S8 Core and Boost Sodium Storage, Advanced Energy Materials, 2020

DOI: 10.1002/aenm.201904147

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201904147