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陳人杰/謝嫚Small: 用于高性能儲(chǔ)鋰/鈉的石墨烯包裹的硒化鈷空心多面體

陳人杰/謝嫚Small: 用于高性能儲(chǔ)鋰/鈉的石墨烯包裹的硒化鈷空心多面體

得益于高比容量、高電化學(xué)活性和各種電子性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),過渡金屬硒化物被認(rèn)為是鋰和鈉離子存儲(chǔ)的一種有前途的負(fù)極。然而,在循環(huán)過程中,其較差的電子傳導(dǎo)性和巨大的體積膨脹嚴(yán)重制約了其電化學(xué)性能。
陳人杰/謝嫚Small: 用于高性能儲(chǔ)鋰/鈉的石墨烯包裹的硒化鈷空心多面體
在此,北京理工大學(xué)陳人杰教授、謝嫚副教授等人通過自組裝和隨后的硒化合成了錨定在石墨烯上的CoSe空心多面體 (CoSe/G) ,并將其用作儲(chǔ)鋰/鈉負(fù)極。
在CoSe/G復(fù)合材料中,通過高溫原位硒化金屬-有機(jī)骨架(MOFs)獲得的CoSe納米粒子分布在石墨烯片之間,實(shí)現(xiàn)了N元素?fù)诫s,形成了具有化學(xué)鍵的堅(jiān)固異質(zhì)結(jié)構(gòu)。原位XRD和非原位EIS測(cè)試技術(shù)以及動(dòng)力學(xué)分析證明,獨(dú)特的結(jié)構(gòu)確保了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和金屬離子的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。
陳人杰/謝嫚Small: 用于高性能儲(chǔ)鋰/鈉的石墨烯包裹的硒化鈷空心多面體
圖1. SIBs負(fù)極的可能存儲(chǔ)機(jī)制
因此,CoSe/G 負(fù)極實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的循環(huán)性能(在 0.1 A g-1下300 次循環(huán)后儲(chǔ)鋰容量為1259 mAh g-1,2 A g-1下600 次循環(huán)后儲(chǔ)鈉容量為214 mAh g-1)和倍率容量(在5 A g-1下儲(chǔ)鋰容量為732 mAh g-1,儲(chǔ)鈉容量為290 mAh g-1)。
此外,NaNFM//CoSe/G全電池表現(xiàn)出出色的電化學(xué)性能,證明了CoSe/G負(fù)極的實(shí)用性。改進(jìn)的堿離子存儲(chǔ)電化學(xué)性能為構(gòu)建面向高性能存儲(chǔ)設(shè)備的MOF衍生物提供了新的見解。
陳人杰/謝嫚Small: 用于高性能儲(chǔ)鋰/鈉的石墨烯包裹的硒化鈷空心多面體
圖2. NaNFM//CoSe/G全電池的電化學(xué)性能
Cobalt Selenide Hollow Polyhedron Encapsulated in Graphene for High-Performance Lithium/Sodium Storage, Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102893

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