邵国胜/沈永龙AFM:磷化硒与石墨烯的耦合作为钠离子电池的高容量负极

邵国胜/沈永龙AFM:磷化硒与石墨烯的耦合作为钠离子电池的高容量负极
利用低成本和丰富的材料开发高容量的钠离子电池(SIBs)电极是非常重要的,这有助于提供一种可持续的技术来替代现有的锂离子电池(LIBs)。
邵国胜/沈永龙AFM:磷化硒与石墨烯的耦合作为钠离子电池的高容量负极
图1 材料制备及表征
郑州大学邵国胜、沈永龙等设计了一个简单的球磨工艺来制造高容量的SIB负极,其中大量非晶SeP负载在高导电性晶体石墨烯(HCG)的良好连接框架中。HCG基底能够实现钠离子和电子的快速传输,同时能够容纳SeP活性负极物质的巨大体积变化。NaxSeP强大的玻璃形成能力有助于防止处Na2Se和Na3P超细纳米晶体外的所有稳定化合物结晶。
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图2 作为钠离子电池负极的Se4P4@HCG和对照样品的电化学特性
因此,优化的SeP@HCG负极在0.2 A g-1时提供了出色的倍率性能,在0.2 A g−1时为855 mAh g−1,在5 A g−1时为345 mAh g−1。更重要的是,在0.65A g-1的电流倍率下,经过500次循环后,仍然保持了732 mAh g-1出色的循环稳定性,其中SeP在这样的长期循环后仍然保持了其理论容量的86%。
另外,当SeP@HCG的负载为4.1 mg cm-2时,也可以达到2.77 mAh cm-2的高平均容量。最后,采用工业级的Se、P和HCG粉末对低成本制备先进的钠电池非常有利。
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图3 反应机制的分析
Effective Coupling of Amorphous Selenium Phosphide with High-Conductivity Graphene as Resilient High-Capacity Anode for Sodium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202211640

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