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利用低成本和豐富的材料開發(fā)高容量的鈉離子電池（SIBs）電極是非常重要的，這有助于提供一種可持續(xù)的技術(shù)來替代現(xiàn)有的鋰離子電池（LIBs）。

圖1 材料制備及表征

鄭州大學(xué)邵國勝、沈永龍等設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的球磨工藝來制造高容量的SIB負(fù)極，其中大量非晶SeP負(fù)載在高導(dǎo)電性晶體石墨烯（HCG）的良好連接框架中。HCG基底能夠?qū)崿F(xiàn)鈉離子和電子的快速傳輸，同時(shí)能夠容納SeP活性負(fù)極物質(zhì)的巨大體積變化。Na_xSeP強(qiáng)大的玻璃形成能力有助于防止處Na₂Se和Na₃P超細(xì)納米晶體外的所有穩(wěn)定化合物結(jié)晶。

圖2 作為鈉離子電池負(fù)極的Se₄P₄@HCG和對照樣品的電化學(xué)特性

因此，優(yōu)化的SeP@HCG負(fù)極在0.2 A g^-1時(shí)提供了出色的倍率性能，在0.2 A g^?1時(shí)為855 mAh g^?1，在5 A g^?1時(shí)為345 mAh g^?1。更重要的是，在0.65A g^-1的電流倍率下，經(jīng)過500次循環(huán)后，仍然保持了732 mAh g^-1出色的循環(huán)穩(wěn)定性，其中SeP在這樣的長期循環(huán)后仍然保持了其理論容量的86%。

另外，當(dāng)SeP@HCG的負(fù)載為4.1 mg cm^-2時(shí)，也可以達(dá)到2.77 mAh cm^-2的高平均容量。最后，采用工業(yè)級的Se、P和HCG粉末對低成本制備先進(jìn)的鈉電池非常有利。

圖3 反應(yīng)機(jī)制的分析

Effective Coupling of Amorphous Selenium Phosphide with High-Conductivity Graphene as Resilient High-Capacity Anode for Sodium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202211640

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邵國勝/沈永龍AFM：磷化硒與石墨烯的耦合作為鈉離子電池的高容量負(fù)極

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