尽管Na-Se电池具有天然丰富的钠和优越的Se动力学特性,但仍面临可溶性中间体的穿梭效应问题。
近日,北京航空航天大学Wei Zhou报道了通过第一性原理计算,发现S修饰的Ti3C2与多硒酸钠的结合能增加,对中间体有更好的捕获和限制作用。
文章要点
1)得到的Se@S修饰的多孔Ti3C2(Se@S-P-Ti3C2)在0.1 A g−1(按Se计算)下的可逆容量高达765mAh g−1,分别是Se@P多孔Ti3C2(Se@P-Ti3C2)、Se@Ti3C2和Se的1.2、1.3和1.7 倍。同时,在20 A g−1下的容量为664 mAh g−1,在2300次循环中具有令人印象深刻的循环稳定性,每次循环的超低容量衰减率仅为0.003%。
2)Se@S-P-Ti3C2优异的电化学性能归功于S修饰的多孔Ti3C2对多硒化物的有效固定,充分利用了纳米级的Se,减缓了钠化/脱钠过程中的体积膨胀。此外,原位形成的Cu2Se可以通过放电过程生成Cu纳米颗粒,然后将多硒化物中间体转变为固相Cu2Se,进一步抑制了穿梭效应。
本工作为高容量、长寿命Na-Se电池的开发提供了一种实用的策略。
参考文献
Chengxing Lu, et al, S-Decorated Porous Ti3C2 MXene Combined with In Situ Forming Cu2Se as Effective Shuttling Interrupter in Na-Se Batteries, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202008414
https://doi.org/10.1002/adma.202008414