AFM：通过硒掺杂和铜集流体诱导置换氧化还原机制实现的硒电极中的高效储钠

Nanoyu

2022-07-30

硒(Se)具有高比容量、高电子和优越的动力学，被认为是一种有前途的电极材料，具有广阔的应用前景。然而，多硒化物的溶剂化和穿梭效应阻碍了其进一步的应用。

近日，北京航空航天大学李典森研究员采用简单的模板法和高温熔融扩散法制备了Se锚定的中空多孔碳微球（Se/NHPC），并考察了其在钠离子电池（SIBs）中的性能。

文章要点

1）密度泛函理论(DFT)计算发现，掺氮碳增强了Na₂Se的吸附。X射线光电子能谱(XPS)测试表明，Se掺杂在氮杂碳骨架中形成了Se-C(N)键。计算和实验证明，Se原子的掺杂可以强烈地改变碳的结构，并作为一个更强的吸收电子单元来存储钠。

2）一系列非原位表征结果表明，随着循环的进行，CuSe-CuSe₂-Cu₂Se逐渐形成，进一步增强了对Na₂Se的吸附，通过化学固定和转化中间相对活性较高的多硒化物，显著提高了Se/C复合材料的电化学性能。

3）正如预期的那样，Se/NHPC电极具有高的可逆容量（200次循环后0.5 A g^-1下的480 mAh g^-1）和倍率性能（5 A g^-1下的311 mAh g^-1）。

这项研究表明，Se掺杂对改善碱金属-硒电池和Se电极的电化学性能起到了不可忽视的作用，为合理选择集电体提供了一定的参考。

参考文献

Weijia Meng, et al, Efficient Sodium Storage in Selenium Electrodes Achieved by Selenium Doping and Copper Current Collector Induced Displacement Redox Mechanisms, Adv. Funct. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adfm.202204364

https://doi.org/10.1002/adfm.202204364