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銻基材料具有較高的比容量和適當(dāng)?shù)拟c存儲氧化還原電位，但在鈉離子嵌入/脫出時會出現(xiàn)巨大的體積膨脹/收縮，從而導(dǎo)致循環(huán)壽命較差。

廣東工業(yè)大學(xué)黃少銘、張偉、深圳大學(xué)Wang Zhang等精心設(shè)計了具有納米纖維中納米點結(jié)構(gòu)的碳約束硒化銻(Sb₂Se₃)納米微晶來應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。

圖1 材料制備及表征

其中Sb₂Se₃納米點被原位限制在源自0D金屬有機框架(MOF)和1D聚丙烯腈納米纖維的多孔碳框架中（PAN NF）。在鈉化和脫鈉過程中，這種精細的納米結(jié)構(gòu)可有效地抑制Sb₂Se₃的巨大體積變化和團聚，并形成穩(wěn)定的電荷載流子傳輸網(wǎng)絡(luò)。

因此，受益于分級納米結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和雙重碳限制的協(xié)同作用，納米纖維納米點（NiN）基Sb₂Se₃復(fù)合材料顯示出優(yōu)異的鈉存儲性能。

圖2 電化學(xué)性能

研究顯示，NiN-Sb₂Se₃@C具有高容量和優(yōu)異的倍率性能，分別在0.05 A g^-1時為 513.2 mAh g^-1、在1.0 A g^-1時為309.1 mAh g^-1和在2.0 A g^-1時為267.6 mAh g^-1，并且在2.0 A g^-1下經(jīng)過10000次循環(huán)后的可逆容量仍保持135.2 mAh g^-1，對應(yīng)于每圈循環(huán)容量衰減0.008%。

此外，由NiN-Sb₂Se₃@C負極和P2-NaNMO正極組成的全電池在0.5 A g^-1下表現(xiàn)出超過100次循環(huán)的穩(wěn)定性能，在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出巨大的前景。這種獨特的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計和簡便的合成方法可為下一代電池電極材料的合理設(shè)計提供有價值的指導(dǎo)。

圖3 循環(huán)過程中的原位XRD和Raman表征

Nanodot-in-Nanofiber Structured Carbon-Confined Sb2Se3 Crystallites for Fast and Durable Sodium Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI：10.1002/adfm.202112776.

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廣工大/深大AFM：多管齊下策略使銻基正極循環(huán)10000次！

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