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Self-assembled nanoflower-like FeSe2/MoSe2 heterojunction anode with enhanced kinetics for superior-performance Na-ion half/full batteries
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2023-02-21 , DOI: 10.1039/d2nr06672f Shengkai Li 1 , Haiyan Zhang 1 , Yuliang Cao 2 , Shangshang Zhang 1 , Zhenjiang Liu 1 , Changsheng Yang 1 , Yan Wang 1 , Baoshan Wan 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2023-02-21 , DOI: 10.1039/d2nr06672f Shengkai Li 1 , Haiyan Zhang 1 , Yuliang Cao 2 , Shangshang Zhang 1 , Zhenjiang Liu 1 , Changsheng Yang 1 , Yan Wang 1 , Baoshan Wan 1
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Transition metal selenides are a research hotspot in sodium-ion batteries (SIBs). However, slow kinetics and rapid capacity decay due to volume changes during cycling limit their commercial applications. Heterostructures have the ability to accelerate charge transport and are widely used in energy storage devices due to their abundant active sites and lattice interfaces. A rational design of heterojunction electrode materials with excellent electrochemical performance is essential for SIBs. Herein, a novel anode material heterostructured FeSe2/MoSe2 (FMSe) nanoflower for SIBs was successfully prepared through a facile co-precipitation and hydrothermal route. The as-prepared FMSe heterojunction exhibits excellent electrochemical performance, including a high invertible capacity (493.7 mA h g−1 after 150 cycles at 0.2 A g−1), long-term cycling stability (352.2 mA h g−1 even after 4200 cycles at 5.0 A g−1) and competitive rate capability (361.2 mA h g−1 at 20 A g−1). By matching with a Na3V2(PO4)3 cathode, it can even exhibit ideal cycling stability (123.5 mA h g−1 at 0.5 A g−1 after 200 cycles). Furthermore, the sodium storage mechanism of the FMSe electrodes was systematically determined by ex situ electrochemical techniques. Theoretical calculation also reveals that the heterostructure on the FMSe interface enhances charge transport and promotes reaction kinetics.
中文翻译：
自组装纳米花状 FeSe2/MoSe2 异质结阳极，具有增强的动力学性能，可用于高性能钠离子半/全电池
过渡金属硒化物是钠离子电池（SIBs）的研究热点。然而，由于循环过程中体积变化导致的缓慢动力学和快速容量衰减限制了它们的商业应用。异质结构具有加速电荷传输的能力，由于其丰富的活性位点和晶格界面而被广泛应用于储能设备。合理设计具有优异电化学性能的异质结电极材料对于SIBs至关重要。在此，一种新型异质结构负极材料 FeSe 2 /MoSe 2通过简便的共沉淀和水热途径成功制备了用于 SIB 的 (FMSe) 纳米花。所制备的 FMSe 异质结表现出优异的电化学性能，包括高可逆容量（在0.2 A g -1下循环 150 次后为 493.7 mA hg -1），长期循环稳定性（即使在 5.0 下循环 4200 次后仍为352.2 mA hg -1 ） A g -1 ) 和有竞争力的倍率能力（20 A g -1时为 361.2 mA hg -1）。通过与Na 3 V 2 (PO 4 ) 3正极匹配，它甚至可以表现出理想的循环稳定性（123.5 mA hg -1 at 0.5 A g -1200 次循环后）。此外，通过非原位电化学技术系统地确定了 FMSe 电极的储钠机制。理论计算还表明，FMSe 界面上的异质结构增强了电荷传输并促进了反应动力学。
更新日期：2023-02-21
中文翻译：
自组装纳米花状 FeSe2/MoSe2 异质结阳极，具有增强的动力学性能，可用于高性能钠离子半/全电池
过渡金属硒化物是钠离子电池（SIBs）的研究热点。然而，由于循环过程中体积变化导致的缓慢动力学和快速容量衰减限制了它们的商业应用。异质结构具有加速电荷传输的能力，由于其丰富的活性位点和晶格界面而被广泛应用于储能设备。合理设计具有优异电化学性能的异质结电极材料对于SIBs至关重要。在此，一种新型异质结构负极材料 FeSe 2 /MoSe 2通过简便的共沉淀和水热途径成功制备了用于 SIB 的 (FMSe) 纳米花。所制备的 FMSe 异质结表现出优异的电化学性能，包括高可逆容量（在0.2 A g -1下循环 150 次后为 493.7 mA hg -1），长期循环稳定性（即使在 5.0 下循环 4200 次后仍为352.2 mA hg -1 ） A g -1 ) 和有竞争力的倍率能力（20 A g -1时为 361.2 mA hg -1）。通过与Na 3 V 2 (PO 4 ) 3正极匹配，它甚至可以表现出理想的循环稳定性（123.5 mA hg -1 at 0.5 A g -1200 次循环后）。此外，通过非原位电化学技术系统地确定了 FMSe 电极的储钠机制。理论计算还表明，FMSe 界面上的异质结构增强了电荷传输并促进了反应动力学。
京公网安备 11010802027423号