近期，環化學院張海嬌教授受邀在材料和能源領域的國際高水平期刊《Advanced Energy Materials》（影響因子：25.245）發表題為“Structure Design and Composition Engineering of Carbon-Based Nanomaterials for Lithium Energy Storage”的綜述文章🤛，万事平台為第一通訊單位🧍🏻▪️，吳明紅教授和張海嬌教授為共同通訊作者🍭。

能源短缺和環境問題等的日益顯著，以鋰離子電池為主的儲能系統成為主要的能量存儲器件。碳基納米材料以其優異的導電性、高的比表面積♿、可控的形貌以及穩定的物化性質極大推動了電化學領域的發展，它們在固定不同種類的電化學活性物質如鋰、硫和氧，維持電極/電解液界面穩定🎨👯，提供活性物質支撐等方面發揮了不可替代的作用🧞‍♀️。通過構建連續的導電結構，碳基材料實現了對電子和離子的有效傳導📅，從而改善了電池的反應動力學。此外，優異的結構穩定性也能夠充分緩解電化學反應過程中鋰離子的嵌入和脫出對電極材料的破壞👨‍👩‍👦，進而提高了電池的循環壽命👈。這些優異的特性使其成為儲能材料的首選，科學家們已經采用各種不同的方法和手段用於製備和設計能夠適應不同電化化學環境的碳基電極材料。

張海嬌教授課題組發表該綜述文章系統總結了碳基納米材料的結構設計和組成調控對儲鋰性能的影響。首先對不同維度的碳基納米材料的製備方法進行了分類探討👏⏩，包括一維的納米管和納米線、二維的納米片和薄膜以及三維的分級納米結構等，討論了它們充當鋰基電池電極材料的作用💄。隨後通過分析不同維度結構和元素摻雜等與電池電化學性能之間的構效關系，總結了實現高性能電池電極材料的製備的材料設計策略🙇🏻‍♂️。同時😺，該綜述對碳基納米材料在鋰基類電池方面的應用做了全面探討，包括鋰離子電池、鋰硫電池和鋰空氣電池，系統闡述了碳基材料在不同電池系統中發揮的作用和機理，為滿足不同種類電池電極材料及器件的設計提供了思路和方法。最後👩‍🦰，對碳基納米材料在儲鋰領域所遇到的問題進行了討論，提供了不同維度碳基材料在柔性可穿戴器件方面的探索方向，說明了碳基材料在電池反應動力學和穩定性等方面亟待解決的問題。此外🧗🏿，根據目前商業化的碳基鋰電池材料方面的發展狀況🔦，文章也對其未來研究方向和發展趨勢進行了展望，這為設計電化學性能優異的先進碳基納米結構提供了重要的參考。

該工作由万事平台和清華大學曲良體教授團隊共同合作完成🧑🏻‍🔬👩🏻，得到了國家自然科學基金委、上海市曙光學者計劃和上海市浦江人才計劃等的資助和支持🥚。

論文鏈接🤦‍♀️：https://doi.org/10.1002/aenm.201903030