金属硒化物具有较高的理论容量，被认为是一类极有前途的钠离子电池（NIBs）负极材料。然而，由于其固有的低电导率和离子电导率，以及充放电过程中的巨大体积变化，导致其储钠性能较差，严重阻碍了其实际应用。

为了解决这些问题，近日，新加坡南洋理工大学颜清宇教授，电子科技大学陈俊松教授报道了制备了金属−有机骨架（MOF）衍生的空心纳米棒，它由具有两种不同界面的异质结构In₂Se₃-CoIn₂-CoSe₂组成。

文章要点

1）研究人员首先合成了棒状In基金属氧化物薄膜（MIL-68），作为后续Co基金属氧化物薄膜涂层的模板，得到了MIL-68@ZIF-67核壳结构。然后，这种复合材料在惰性气体中进行硒化，将金属成分转化为相应的硒化物，并伴随着由内而外的掏空过程。

2）通过调节硒化温度，除了金属硒化物外，还可以形成CoIn₂合金相，形成In₂Se₃-CoIn₂和CoSe₂-CoIn₂双边界面的异质结构。理论计算结果表明，这种异质结构不仅增强了Na原子的吸附，降低了扩散势垒，而且促进了电子在这些界面上的自发转移，从而改善了空心纳米棒的导电性，改善了Na⁺离子的扩散过程，提高了结构的稳定性。

3）实验结果显示，这种三相复合材料在2000次循环后分别在5和10 A g⁻¹下提供了297.5和205.5 mAh g⁻¹的高可逆容量，在20 A g⁻¹下也有371.6 mAh g⁻¹的优异倍率性能。

这项工作提出了一种构建先进的多界面异质结构的创新策略，可以设计用于电化学存储系统的高性能材料。

参考文献

Shuhao Xiao, et al, Bilateral Interfaces in In₂Se₃-CoIn₂-CoSe₂ Heterostructures for High-Rate Reversible Sodium Storage, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c03056

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03056