鈉離子電池具有鈉源豐富、價格低廉的優(yōu)點，但由于鈉離子半徑大，體積膨脹嚴重，循環(huán)穩(wěn)定性差，限制了其實際應(yīng)用。在此，我們開發(fā)了一種用于高級鈉離子存儲的三維(3D) Ti
3C
2T
x MXene包裹NiSe
2@C中空納米球(NiSe
2@C@MXene)復合材料。MXene在NiSe
2@C中空納米球上的靜電自組裝不僅對碳包覆的NiSe
2提供了雙重結(jié)構(gòu)約束，而且有效地抑制了MXene的自堆積。NiSe
2@C@MXene電極利用高導電的三維層次網(wǎng)絡(luò)，具有增強的電化學活性、快速的電化學動態(tài)和豐富的空間受限活性位點，具有高可逆性和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整合。NiSe
2@C@MXene電極經(jīng)過4000次循環(huán)后，在2000 mA g
-1下提供了327 mA h g
-1的協(xié)同增強容量，表明了高倍率性能和長期穩(wěn)定性。本研究為MXene和鎳基高性能儲鈉電極材料的開發(fā)提供了一條新的途徑。
圖1 NiSe
2@C@MXene復合材料的制造工藝示意圖。
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圖2 (a) Ni(OH)
2空心納米球和(b) Ni@C空心納米球的SEM圖像。(c) NSCM-20%復合材料的SEM圖像、(d) TEM圖像和(e) HRTEM圖像。(f) HAADFSTEM圖像和(g) NSCM-20%復合材料對應(yīng)的元素映射。
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圖3 (a) NS、NSC、NSCS -10%、NSCS-20%、NSCS-30%復合材料的XRD譜圖。(b) NSCM-20%， NSC, Ti
3C
2T
x MXene的XPS譜圖。(c-f)對應(yīng)Se 3d, Ni 2p, Ti 2p, C 1s的高分辨率XPS譜。
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圖4. NSCM -20%的電化學性能。(a)掃描速率為0.2 mV s
-1時的CV曲線。(b) 100 mA g
-1時恒電流充放電曲線。(c) 100 mA g
-1循環(huán)性能比較。(d)比較不同電流密度下的速率特性。(e)不同電流密度下的充放電曲線。(f)與文獻進行速率容量比較。(g) 2000 mA g
-1循環(huán)性能比較。
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圖5 (a)不同掃描速率下NSCM-20%的CV曲線。(b)計算b值，(c)計算0.8 mV s
-1時的電容貢獻，(d) NSCM的電容貢獻總結(jié)- 20%。
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圖6 (a)等高線圖，(b) NSCM-20% 20電極的原位XRD圖和充放電曲線。(c) NSCM-20%在周期中的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢示意圖。
相關(guān)科研成果由南開大學Yijing Wang等人于2021年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132394）上。原文：Composites of NiSe
2@C Hollow Nanospheres Wrapped with Ti
3C
2T
x MXene for Synergistic Enhanced Sodium Storage。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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