鉅大LARGE | 點擊量:1658次 | 2019年08月29日
負極材料 二元過渡金屬硒化物的通用合成
鈉離子電池(SIBs)作為新型的儲能設(shè)備,具有成本低、金屬鈉儲量豐富等優(yōu)點,是大規(guī)模電網(wǎng)應(yīng)用的重要潛在選擇。
(來源:微信公眾號“MaterialsViews” ID:materialsviews 作者:MaterialsViews)
目前,開發(fā)性能優(yōu)異的電池負極材料對于促進SIBs的商業(yè)化具有重要的意義。一般地,優(yōu)異的負極材料應(yīng)該能夠提供高能量容量、長循環(huán)壽命和低氧化還原電位。以往的研究表明,過渡金屬硫族化合物(TMCs)具有較高的能量存儲能力;但該類材料容易發(fā)生體積膨脹過大導(dǎo)致電極劣化,因此電池的循環(huán)壽命過短。此外,TMCs導(dǎo)電性差,具有較低的速率能力。AB2X4尖晶石結(jié)構(gòu)的二元過渡金屬硫族化合物(其中A、B為過渡金屬,X為硫族元素)具有強的本征導(dǎo)電性和比一元過渡金屬硫化物更大的晶體結(jié)構(gòu)。此外,目前二元過渡金屬硒化物的合成具有形貌難以控制、合成方法復(fù)雜的問題?;谝陨媳尘?,侯仰龍教授課題組認為介孔二元過渡金屬硒化物結(jié)構(gòu)是一種很有前景的鈉離子電池負極材料,并且開發(fā)了一種簡單、可擴展和通用的合成方法。
北京大學(xué)侯仰龍教授課題組開發(fā)了一種簡便且通用的策略,實現(xiàn)了不同組分二元過渡金屬硒化物納米結(jié)構(gòu)的制備。具體地,該合成方法以金屬硫酸鹽為前驅(qū)體,采用常溫攪拌-熱解硒化的方法制備了8種二元過渡金屬硒化物。此外,通過簡單的參數(shù)調(diào)控可以實現(xiàn)最終產(chǎn)品的表面積和形貌控制。優(yōu)化后的二元過渡金屬硒化物具有足夠高的能量容量、優(yōu)異的速率能力和非凡的穩(wěn)定壽命(甚至可以達2600個循環(huán)周期)。此外,通過原位表征方法研究了電池充放電過程中鈉離子的存儲機理。
原標題:Small:鈉電池負極材料--二元過渡金屬硒化物的通用合成