AEM:分子结构与形貌调控助力磷化铜高性能储钠
北2北
铜箔由于具有高电子电导和低成本等优势而被广泛用作可充离子电池的集流体。但是，单质铜本身化学性质不怎么活泼因而在未经结构调控的前提下无法直接用作电极材料。为了充分利用金属铜超高的电子电导率，澳大利亚同步加速器实验室Qinfen Gu、伍伦贡大学Shulei Chou和温州医科大学Yong Liu等将异质磷与三维中空结构相结合实现了磷化铜的优异储钠性。
本文要点
1) 研究人员借助不同形貌的前驱体通过磷化反应制备了具备不同形貌和分子结构的磷化铜材料。其中，具有双层壳结构的磷化铜纳米立方块能够在在循环伏安曲线中出现一对可逆的氧化还原峰（充电0.9V,放电0.2V）并在50mA/g的电流密度下实现了高达352mAh/g的比容量。
2) 研究人员利用同步辐射X射线衍射手段证实了这种磷化铜材料在充放电过程中能够发生可逆的相变。通过分析循环伏安曲线和电化学阻抗数据，研究人员认为充放电过程中的赝电容贡献和稳定SEI膜的形成对于该材料稳定的储钠循环起着十分重要的作用。
3) 除了上述双壳层中空结构磷化铜外，研究人员还制备了厚单壳层磷化铜纳米立方块和大块的磷化铜材料作为对照组。电化学测试的结果表明这两种形貌都会一直Na+的快速扩散和电子转移过程因此动力学迟滞现象十分明显。这说明精准设计的分子结构和形貌工程对于激活磷化铜材料的储钠性能十分重要。
Zhe Hu et al, Manipulating Molecular Structure and Morphology to Invoke High‐Performance Sodium Storage of Copper Phosphide, Advanced Energy Materials, 2020
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201903542