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南开大学魏进平&周震Small:Sb2Se3/CNFs的制备及其在钠离子电池中的应用
2021/1/11 9:45:57 admin

DOI: 10.1002/smll.202006016

钠离子电池(SIBs)是一种很有前途的大型储能系统,具有成本低、资源丰富等优势。在此,研究者通过静电纺丝和硒化处理制备了嵌入均匀Sb2Se3纳米晶体的碳纳米纤维(Sb2Se3/CNFs)。当将其用作SIBs负极时,所制备的Sb2Se3/CNFs显示出良好的循环性能、高可逆容量和出色的倍率性能。原位X射线衍射表明,上述优异的性能可归因于Na+嵌入、转化反应以及与Sb2Se3合金化的结合。同时,这种独特的纳米结构具有较大的接触面并为体积膨胀提供了足够的空间,从而带来了高可逆性和长循环耐久性。综上所述,本研究所制备的Sb2Se3/CNFs有望用作SIBs负极材料,尤其是在高电流密度下。

 

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图1.Sb2Se3/CNFs的制备过程示意图。


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图2.a)Sb2Se3/CNFs和Sb2Se3的XRD图谱和b)TGA曲线;c)TGA后残留物的XRD图谱;d)Sb2Se3/CNFs的高分辨率全XPS,e)Sb 3d和f)Se 5d XPS。


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图3.a)原始SbCl3/PAN纤维和b,c)Sb2Se3/CNFs的SEM图像;d)在Sb2Se3/CNFs的选定区域中e)Sb,f)Se和g)N的EDX映射;h)Sb2Se3/CNFs的TEM图像,i)HRTEM图像和j)SAED图谱。


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图4.a)在最初的五个循环中,以0.1 mV s-1的扫描速率在0.01和3.0V的电压窗口中获取的Sb2Se3/CNFs的循环伏安(CV)曲线。b)当电流密度为100 mA g-1时Sb2Se3/CNFs的恒电流充电/放电曲线。c)评估不同电流密度下的性能。当电流密度下为d)0.1 A g-1和e)1.0 A g-1时的循环性能。


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图5.a)NVP@Sb2Se3/CNF全电池在1.0 A g-1的电流密度下的循环性能。b)NVP@Sb2Se3/CNF全电池在1 A g-1的电流密度下的恒电流充电/放电曲线。c)评估不同电流密度下的性能。


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图6.a)在初始循环中针对电压的原位XRD图谱,其中描述了六阶段反应机理;b)等高线图,其中包含了反应机理的示意图。

 

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