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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)的技術來替代現有的鋰離子電池（LIBs）。

圖1 材料制備及表征

鄭州大學邵國勝、沈永龍等設計了一個簡單的球磨工藝來制造高容量的SIB負極，其中大量非晶SeP負載在高導電性晶體石墨烯（HCG）的良好連接框架中。HCG基底能夠實現鈉離子和電子的快速傳輸，同時能夠容納SeP活性負極物質的巨大體積變化。Na_xSeP強大的玻璃形成能力有助于防止處Na₂Se和Na₃P超細納米晶體外的所有穩(wěn)定化合物結晶。

圖2 作為鈉離子電池負極的Se₄P₄@HCG和對照樣品的電化學特性

因此，優(yōu)化的SeP@HCG負極在0.2 A g^-1時提供了出色的倍率性能，在0.2 A g^?1時為855 mAh g^?1，在5 A g^?1時為345 mAh g^?1。更重要的是，在0.65A g^-1的電流倍率下，經過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SeP@HCG的負載為4.1 mg cm^-2時，也可以達到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的鈉電池非常有利。

圖3 反應機制的分析

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極

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