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       鈉離子電池具有鈉源豐富、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于鈉離子半徑大，體積膨脹嚴(yán)重，循環(huán)穩(wěn)定性差，限制了其實(shí)際應(yīng)用。在此，我們開發(fā)了一種用于高級(jí)鈉離子存儲(chǔ)的三維(3D) Ti₃C₂T_x MXene包裹NiSe₂@C中空納米球(NiSe₂@C@MXene)復(fù)合材料。MXene在NiSe₂@C中空納米球上的靜電自組裝不僅對碳包覆的NiSe₂提供了雙重結(jié)構(gòu)約束，而且有效地抑制了MXene的自堆積。NiSe₂@C@MXene電極利用高導(dǎo)電的三維層次網(wǎng)絡(luò)，具有增強(qiáng)的電化學(xué)活性、快速的電化學(xué)動(dòng)態(tài)和豐富的空間受限活性位點(diǎn)，具有高可逆性和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整合。NiSe₂@C@MXene電極經(jīng)過4000次循環(huán)后，在2000 mA g^-1下提供了327 mA h g^-1的協(xié)同增強(qiáng)容量，表明了高倍率性能和長期穩(wěn)定性。本研究為MXene和鎳基高性能儲(chǔ)鈉電極材料的開發(fā)提供了一條新的途徑。
 
  
圖1 NiSe₂@C@MXene復(fù)合材料的制造工藝示意圖。
 
  
圖2 (a) Ni(OH)₂空心納米球和(b) Ni@C空心納米球的SEM圖像。(c) NSCM-20%復(fù)合材料的SEM圖像、(d) TEM圖像和(e) HRTEM圖像。(f) HAADFSTEM圖像和(g) NSCM-20%復(fù)合材料對應(yīng)的元素映射。
 
  
圖3 (a) NS、NSC、NSCS -10%、NSCS-20%、NSCS-30%復(fù)合材料的XRD譜圖。(b) NSCM-20%， NSC, Ti₃C₂T_x MXene的XPS譜圖。(c-f)對應(yīng)Se 3d, Ni 2p, Ti 2p, C 1s的高分辨率XPS譜。
 
  
圖4. NSCM -20%的電化學(xué)性能。(a)掃描速率為0.2 mV s^-1時(shí)的CV曲線。(b) 100 mA g^-1時(shí)恒電流充放電曲線。(c) 100 mA g^-1循環(huán)性能比較。(d)比較不同電流密度下的速率特性。(e)不同電流密度下的充放電曲線。(f)與文獻(xiàn)進(jìn)行速率容量比較。(g) 2000 mA g^-1循環(huán)性能比較。
 
 
圖5 (a)不同掃描速率下NSCM-20%的CV曲線。(b)計(jì)算b值，(c)計(jì)算0.8 mV s^-1時(shí)的電容貢獻(xiàn)，(d) NSCM的電容貢獻(xiàn)總結(jié)- 20%。
 
  
圖6 (a)等高線圖，(b) NSCM-20% 20電極的原位XRD圖和充放電曲線。(c) NSCM-20%在周期中的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢示意圖。
  
       相關(guān)科研成果由南開大學(xué)Yijing Wang等人于2021年發(fā)表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132394）上。原文：Composites of NiSe₂@C Hollow Nanospheres Wrapped with Ti₃C₂T_x MXene for Synergistic Enhanced Sodium Storage。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)