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硒基材料被認為是鉀離子和鈉離子存儲的理想選擇。吉林大學(xué)杜菲、白福全、Malin Li等開發(fā)了一種原位制備方法，通過用商業(yè)硒粉直接對銅集流體進行化學(xué)硒化來制備用于鈉離子電池（SIBs）和鉀離子電池（PIBs）的集成硒化亞銅（Cu₂Se）電極。

吉大Adv. Sci.：原位硒化制備硒化亞銅電極實現(xiàn)高效鉀/鈉離子存儲

圖1. 集成電極的演化過程

具體而言，涂覆在銅集流體上的硒與醚類電解液在電池組裝后的早期階段傾向于自發(fā)轉(zhuǎn)化為可溶性聚硒化合物，然后在靜置10 h后與銅箔進一步反應(yīng)形成Cu₂Se。值得注意的是，只有具有較高最高占據(jù)分子軌道能和較低去溶劑化能的1M KPF₆ -DME電解液，才可促進聚硒化物中間體的形成和銅集流體的進一步硒化。

所得Cu₂Se電極呈現(xiàn)自組裝納米片形貌，有利于電解液的滲透和緩解電極循環(huán)時的體積膨脹。此外，硒物種與電極之間的強相互作用有利于限制活性材料的損失。

吉大Adv. Sci.：原位硒化制備硒化亞銅電極實現(xiàn)高效鉀/鈉離子存儲

圖2. 在鉀離子電池性能

受益于改善的反應(yīng)動力學(xué)、減少的體積膨脹以及減輕的副反應(yīng)，原位制備的Cu₂Se電極在鉀離子電池（在2 A g^-1下進行300次循環(huán)后為462 mA h g^-1）和鈉離子電池（在2 A g^-1下進行4000次循環(huán)后為775 mAh g^-1）中都實現(xiàn)了高性能。這種簡便的制造策略為高性能電極的設(shè)計和制備開辟了新的方向。

吉大Adv. Sci.：原位硒化制備硒化亞銅電極實現(xiàn)高效鉀/鈉離子存儲

圖3. 鈉離子電池性能

In Situ Fabrication of Cuprous Selenide Electrode via Selenization of Copper Current Collector for High-Efficiency Potassium-Ion and Sodium-Ion Storage. Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202104630

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