徐立强/周国伟/何妍妍AEM:核壳异质结构协同硒空位工程实现超稳定储钠

徐立强/周国伟/何妍妍AEM:核壳异质结构协同硒空位工程实现超稳定储钠

SnSe2是一种很有前景的钠离子电池(SIBs)正极材料,但它仍然面临着缓慢的Na+扩散动力学和严重的体积变化问题,这导致循环稳定性和倍率能力不理想。构建异质结构是提高SnSe2储存Na+的有效策略。

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图1蛋黄壳SnSe2/NiSe2@NC纳米复合材料的制备和结构示意

山东大学徐立强、齐鲁工业大学周国伟、何妍妍等通过一种简便的水热工艺和硒化策略,精确地设计出了一种具有丰富硒空位的SnSe2/NiSe2异质面蛋黄壳纳米结构(SnSe2/NiSe2@NC)。实验研究和理论计算结果证实,异质结构界面和硒空位加快了电荷和Na+的转移效率,提高了Na+的吸附能,并提供了充足的活性位点。此外,蛋黄壳纳米结构和掺氮的碳缓冲了钠储存过程中的体积变化,提高了电极材料的结构稳定性。

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图2SnSe2/NiSe2@NC负极的电化学性能

因此,在钠离子电池中使用时,SnSe2/NiSe2@NC负极材料具有出色的长期循环稳定性(在1.0、2.0和3 A g-1条件下循环3000、5000和7500 次后,比容量分别为365.5、337.6和322.7 mAh g-1)。

此外,Na3V2(PO4)3@rGO//SnSe2/NiSe2@NC 全电池也成功组装,并表现出令人满意的电化学性能。总体而言,该研究为合理设计用于高效钠离子电池的异质结构负极材料提供了有效途径。

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图3动力学研究

SnSe2/NiSe2@N-Doped Carbon Yolk-Shell Heterostructure Construction and Selenium Vacancies Engineering for Ultrastable Sodium-Ion Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202302901

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