迄今为止，人们已经研究了许多碱离子电池负极材料，如合金、金属氧化物和硫化物。值得一提的是，金属硒化物由于具有较高的理论容量和体积容量密度而被认为是很有前途的负极材料。这其中，硒化锡(SnSe2)是一种具有较大片层间距的层状化合物，这有利于容纳更多的Na离子和缓冲大体积变化。已被广泛研究用于超导体、光电探测器、和储能系统。但SnSe2仍存在体积变化大、颗粒团聚、初始库仑效率差等问题，可以通过对材料的固有特性进行改性来改善上述缺点。
有鉴于此，南开大学焦丽芳教授报道了成功设计并制备了由双金属硒化物蛋黄异质结和多巴胺壳层(SnSe2/ZnSe@PDA)组成的层次化纳米盒。
文章要点
1）研究人员采用共沉淀法制备了前驱体ZnSn(OH)6纳米盒。然后在管式炉中加入硒粉煅烧前驱体，得到SnSe2/ZnSe异质结。最终，在Tris-Buffer溶液(SnSe2/ZnSe@PDA)中得到了包裹在多多巴胺中的SnSe2/ZnSe纳米盒。
2）SEM图像显示，纳米盒子具有均匀的立方体形态，平均直径约为530 nm，样品的表面粗糙而崎岖。TEM图像证实了SnSe/ZnSe@PDA纳米盒的深度结构，可以观察到材料的中空结构和包裹在外面的薄纱状多巴胺层。中空结构有效地扩大了材料的表面积，便于电解质从外部渗透到块体中。SnSe2/ZnSe纳米盒的壁厚约为100 nm，有利于保持结构的稳定性。SAED图像证实了ZnSe和SnSe2的共存，C、N、O、Zn、Sn和Se元素均匀分布在材料内部。
3）异质结构可以在材料内部形成晶格畸变和长程无序，从而极大地提高热力学稳定性。此外，电子在相界的重新分布将促进Na离子的吸附能力和反应动力学。其次，将SnSe2/ZnSe立方体雕刻成空心结构，可以有效地容纳体积膨胀，增大电极与电解液的接触面积，从而提高电化学性能。第三，导电弹性的聚多巴胺壳层可以作为缓冲层来保护SnSe2/ZnSe蛋黄，从而可以有效地防止循环过程中的粉化和团聚问题。
4）研究人员所合成的SnSe2/ZnSe@PDA纳米盒在100mA g-1的电流密度下循环200次后的可逆容量为744mA h g-1，在1000 mA g-1的电流密度下循环1000次后，具有616 mA h g−1的可逆容量，而在1000次循环后没有任何恶化。表现出优异的电化学性能。
Pei Liu, et al, Heterostructure SnSe2/ZnSe@PDA Nanobox for Stable and Highly Efficient Sodium-Ion Storage, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000741
https://doi.org/10.1002/aenm.202000741
