DOI: 10.1016/j.jcis.2023.05.155

制造用于Na+存储的独立式电极对于实现高能量密度是十分必要的。然而，Na+的大半径使得活性材料的体积波动大，反应动力学缓慢，特别是在高活性材料含量下，从而导致较低的电化学性能，以及不理想的循环性能或倍率性能。在本研究中，作者成功构建了一种基于具有双碳保护壳的“NiSe接枝Cu2-xSe”异质结构（NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs）的独立电极，用于Na+存储。在这种微观结构中，N掺杂碳纳米纤维（NCNFs）作为具有内置电场的双生NiSe/Cu2-xSe异质结构的主干，其中NiSe提高了Na+吸收，Cu2-xSe增强了Na+扩散。与Cu2-xSe@C@NCNFs（在2A/g时为26mAh/g）和NiSe@C@NCNFs（在2A/g时为9mAh/g）相比，“嫁接法”设计使独立式NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs电极具有76.1wt%的高活性物质含量，在Na+存储时表现出优异的电化学性能（在2A/g时为75mAh/g）。

图1.NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs在不同放大倍率下的典型（a和b）SEM图像、（c）TEM图像、（d）HRTEM图像和（e）HAADF以及相应的EDS元素图谱。

图2.NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs、NiSe@C@NCNFs和Cu2-xSe@C@NCNFs电极的（a）XRD、（b）TGA和（c）燃烧后的相应XRD，以及（d）拉曼分析。NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs的（e）Ni2p和Cu2p以及（f）Se3d的高分辨率XPS结果。

图3.（a）NiSe“接枝”Cu2-xSe的模型。NiSe/Cu2-xSe、NiSe和Cu2-xSe的DFT计算：（b）Na+吸附能。（c）Na+扩散屏障。（d）原子DOS和计算模型。（e）费米能级价带结构。

图4.NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs电极：初始三个循环的（a）CV曲线和（b）充放电曲线，（c）初始循环期间的非原位XRD结果，（d）初始循环之前和（e）之后Se|χ（R）|的XANES。NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs、NiSe@C@NCNFs和Cu2-xSe@C@NCNFs的（f）循环和（g）倍率性能。

图5.（a）NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs在不同扫描速率下的CV曲线和（b）相应的log（i）与log（v）图。（c）NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs、NiSe@C@NCNFs和Cu2-xSe@C@NCNFs在0.6mV/s下的电容行为和（d）在不同扫描速率下的电容控制贡献。（e）EIS结果和（f）100次循环后ω-1/2与Z′的对应图。（g）100次循环之前和（h）之后NiSe/Cu2-xSe@C@NCNFs的SEM图像。