钠离子电池（SIBs）作为新一代电化学储能器件之一，其寿命还有待提高。
近日，为了获得具有超长寿命的SIBs，武汉科技大学李轩科教授，张琴副教授德国锡根大学杨年俊教授报道了一种氮掺杂碳限域的类百香果Cu2ZnSnS4纳米颗粒（CZTS@C）。
文章要点
1）实验结果显示，作为SIBs的替代负极，CZTS@C负极在140次充放电循环后在50 mA g−1的电流密度下，具有461 mA h g−1的可逆容量和优异的循环稳定性（即使在1000次充放电循环后，在4 A g−1下的容量仍达到146 mA h g−1）。
2）借助于原位X射线衍射（XRD）、非原位透射电子显微镜（TEM）和拉曼光谱，研究人员对Na+在CZTS@C负极上的存储机理（如Na+的插层、转化和合金化）有了基本的认识。CZTS纳米颗粒通过多电子转移过程与Na+离子反应，形成了高容量的CZTS@C负极。其外壳（或碳层）既起到导电掩膜的作用，又起到阻隔层的作用。换言之，它提高了CZTS@C负极的导电性，防止了活性成分的损失，同时保持了负极的结构完整性。
3）第一性原理密度泛函理论(DFT)计算表明，其充电过程中形成了异相界，导致电子的重新分布，提高了电导率，最终促进了Na+离子的吸附和电子的传输。从而获得了具有优异倍率性能和超长循环稳定性的CZTS@C SIB负极。
参考文献
Bing Sun, et al, A Passionfruit-Like Carbon-Confined Cu2ZnSnS4 Anode for Ultralong-Life Sodium Storage, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202100082
https://doi.org/10.1002/aenm.202100082
