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李喜飛/張久俊/李文斌Nano Energy：Sb-O-C鍵提高自支撐Sb2Se3的合金化反應(yīng)可逆性

Sb₂Se₃具有由轉(zhuǎn)化和合金化反應(yīng)產(chǎn)生的高理論容量，因此在鉀離子電池(PIBs)方面顯示出一些有希望的潛力，但合金化反應(yīng)的差可逆性嚴(yán)重限制了電池性能。

西安理工大學(xué)李喜飛、張久俊、李文斌等報(bào)道了一種由多孔rGO復(fù)合膜支撐的柔性Sb₂Se₃納米棒(Sb₂Se₃@h-rGO)復(fù)合電極。

圖1 Sb₂Se₃@h-rGO的制備過程

該自支撐復(fù)合電極是通過直接真空過濾和隨后的還原過程制備的，Sb³⁺和O^2-的預(yù)靜電相互作用促使Sb₂Se₃納米棒和h-rGO之間形成Sb-O-C鍵。Sb-O-C鍵有助于顯著提高自支撐Sb₂Se₃@h-rGO電極中Sb₂Se₃納米棒的合金化反應(yīng)可逆性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，自支撐Sb₂Se₃@h-rGO電極展示了擴(kuò)散控制的K⁺存儲過程。

圖2 Sb₂Se₃@h-rGO的XPS表征

研究顯示，當(dāng)用作PIBs的負(fù)極時(shí)，這種自支撐Sb₂Se₃@h-rGO電極表現(xiàn)出協(xié)同性能，包括出色的循環(huán)穩(wěn)定性、高倍率容量和優(yōu)化的K⁺轉(zhuǎn)移動力學(xué)。在0.1 A g^-1下循環(huán)500次后容量可穩(wěn)定在382 mAh g^-1。

作者相信，這種通用的復(fù)合膜制備方法可以為能量存儲和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的自支撐電極的發(fā)展提供一個(gè)有前景的策略，這項(xiàng)工作可以為復(fù)合電極的電化學(xué)性能增強(qiáng)提供新的見解。

圖3 自支撐Sb₂Se₃@h-rGO電極的電化學(xué)性能

Constructing Sb-O-C bond to improve the alloying reaction reversibility of free-standing Sb2Se3 nanorods for potassium-ion batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106764

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