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哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)學(xué)院工程Jun Yan等--通過(guò)內(nèi)在SB替代工程抑制聚硒的穿梭使Bi2Se3中堿金屬離子的高性能存儲(chǔ)
      硒化鉍具有層間距大、理論比容量大的層狀結(jié)構(gòu),是一種極具前景的轉(zhuǎn)換合金型堿金屬離子儲(chǔ)存負(fù)極材料。然而,它的商業(yè)發(fā)展受到了不良的動(dòng)力學(xué),嚴(yán)重的粉碎和聚硒穿梭在充放電過(guò)程中嚴(yán)重的打擊。在本文中,我們同時(shí)采用sb取代和碳包封策略來(lái)合成修飾在Ti3C2Tx MXene上的SbxBi2-xSe3納米顆粒,并將n摻雜碳包封(SbxBi2 - xSe3/MX⊂NC),作為堿金屬離子存儲(chǔ)的陽(yáng)極。Sb3+的陽(yáng)離子置換有效地抑制了可溶性多硒的穿梭效應(yīng),以及緩解了鈉化/脫氧過(guò)程中體積變化的封閉工程可使其具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。當(dāng)用作鈉離子電池和鋰離子電池的陽(yáng)極時(shí),Sb0.4Bi1.6Se3/MX⊂NC復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)性能。本研究為利用轉(zhuǎn)換/合金化型過(guò)渡金屬硫/硒化陽(yáng)極材料抑制高性能堿金屬離子電池中多硒/多硫化物的穿梭提供了有價(jià)值的指導(dǎo)。
 
圖1. Sb0.4Bi1.6Se3/MX⊂NC復(fù)合材料的制作和形態(tài)特征。
 
圖2. Sb0.4Bi1.6Se3/MX´NC復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)表征。
 
圖3. Sb0.4Bi1.6Se3/MX´NC復(fù)合材料的電化學(xué)儲(chǔ)鈉性能。
  
圖4. Sb0.4Bi1.6Se3電極的電化學(xué)鈉儲(chǔ)存機(jī)理。
 
圖5. Sb0.4Bi1.6Se3/MX⊂NC電極Na+存儲(chǔ)行為的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。
 
圖6 Sb0.4Bi1.6Se3/MX⊂NC復(fù)合材料的電化學(xué)鋰存儲(chǔ)性能。
 
圖7 Sb0.4Bi1.6Se3/MX⊂NC電極Li+儲(chǔ)存行為的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。
 
圖8 AC//Sb0.4Bi1.6Se3/MX的電化學(xué)性能⊂NC SIC器件。
 
     相關(guān)科研成果由哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)學(xué)院工程Jun Yan等人于2023年發(fā)表在ACS Nano(https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03381)上。原文:High-Performance Alkali Metal Ion Storage in Bi2Se3 Enabled by Suppression of Polyselenide Shuttling Through Intrinsic Sb-Substitution Engineering
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c03381。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
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