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      硒化鉍具有層間距大、理論比容量大的層狀結(jié)構(gòu)，是一種極具前景的轉(zhuǎn)換合金型堿金屬離子儲(chǔ)存負(fù)極材料。然而，它的商業(yè)發(fā)展受到了不良的動(dòng)力學(xué)，嚴(yán)重的粉碎和聚硒穿梭在充放電過(guò)程中嚴(yán)重的打擊。在本文中，我們同時(shí)采用sb取代和碳包封策略來(lái)合成修飾在Ti₃C₂T_x MXene上的Sb_xBi_2-xSe₃納米顆粒，并將n摻雜碳包封(Sb_xBi₂ - xSe₃/MX⊂NC)，作為堿金屬離子存儲(chǔ)的陽(yáng)極。Sb³⁺的陽(yáng)離子置換有效地抑制了可溶性多硒的穿梭效應(yīng)，以及緩解了鈉化/脫氧過(guò)程中體積變化的封閉工程可使其具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。當(dāng)用作鈉離子電池和鋰離子電池的陽(yáng)極時(shí)，Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX⊂NC復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)越的電化學(xué)性能。本研究為利用轉(zhuǎn)換/合金化型過(guò)渡金屬硫/硒化陽(yáng)極材料抑制高性能堿金屬離子電池中多硒/多硫化物的穿梭提供了有價(jià)值的指導(dǎo)。
 
圖1. Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX⊂NC復(fù)合材料的制作和形態(tài)特征。
 
圖2. Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX´NC復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)表征。
 
圖3. Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX´NC復(fù)合材料的電化學(xué)儲(chǔ)鈉性能。
  
圖4. Sb_0.4Bi_1.6Se₃電極的電化學(xué)鈉儲(chǔ)存機(jī)理。
 
圖5. Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX⊂NC電極Na⁺存儲(chǔ)行為的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。
 
圖6 Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX⊂NC復(fù)合材料的電化學(xué)鋰存儲(chǔ)性能。
 
圖7 Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX⊂NC電極Li⁺儲(chǔ)存行為的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。
 
圖8 AC//Sb_0.4Bi_1.6Se₃/MX的電化學(xué)性能⊂NC SIC器件。
 
     相關(guān)科研成果由哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)學(xué)院工程Jun Yan等人于2023年發(fā)表在ACS Nano（https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03381）上。原文：High-Performance Alkali Metal Ion Storage in Bi₂Se₃ Enabled by Suppression of Polyselenide Shuttling Through Intrinsic Sb-Substitution Engineering
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c03381。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)