插层化学/工程已被广泛研究应用在电化学储能技术中。通过新的卤素插层,使得石墨作为插层主体,再次受到了极大的关注。然而,开发新的插层主体并优化插层效果仍然是一个巨大的挑战。
有鉴于此,郑州轻工业大学方少明教授,郑州大学Xuezhao Wang,中科院金属所李峰研究员报道了一种绿色合成方法,通过在室温下,在铜箔上插入季铵盐CTAB来生长高质量的单斜晶Cu2Se纳米片阵列。
文章要点
1)以铜箔为基材和铜源,强NaOH溶液使铜箔表面的一部分形成Cu(OH)42-,然后被NaBH4还原为Cu+,紧接着然后Cu+与Se2-和CTAB反应以制备Cu2Se–CTAB纳米片阵列(表示为CCNAs)。
2)CTAB在Cu2Se中的插入扩展了(004)平面的层间空间,并改善了电化学钠离子存储性能,包括出色的倍率性能和出色的循环稳定性。当用作钠离子电池的电极材料时,Cu2Se-CTAB纳米片阵列具有出色的放电容量和倍率能力(0.1 A g-1时为426.0 mAh g-1,30 A g-1时为238.1 mAh g-1) ,以及在6500次循环后,在20 A g-1下的高容量保持率约为90%。
3)得益于多孔阵列结构,Cu2Se纳米片的表面促进了电解质的运输。特别地,插入Cu2Se的层间空间中的CTAB可以增加其缓冲空间,稳定聚硒化物穿梭,并防止其在电化学过程中Cu纳米颗粒的快速生长。
Yuanhua Xiao, et al, A Nanosheet Array of Cu2Se Intercalation Compound with Expanded Interlayer Space for Sodium Ion Storage, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202000666
https://doi.org/10.1002/aenm.202000666