吉大Adv. Sci.：原位硒化制备硒化亚铜电极实现高效钾/钠离子存储

2023年10月15日下午8:21 • 顶刊解读

硒基材料被认为是钾离子和钠离子存储的理想选择。吉林大学杜菲、白福全、Malin Li等开发了一种原位制备方法，通过用商业硒粉直接对铜集流体进行化学硒化来制备用于钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）的集成硒化亚铜（Cu₂Se）电极。

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图1. 集成电极的演化过程

具体而言，涂覆在铜集流体上的硒与醚类电解液在电池组装后的早期阶段倾向于自发转化为可溶性聚硒化合物，然后在静置10 h后与铜箔进一步反应形成Cu₂Se。值得注意的是，只有具有较高最高占据分子轨道能和较低去溶剂化能的1M KPF₆ -DME电解液，才可促进聚硒化物中间体的形成和铜集流体的进一步硒化。

所得Cu₂Se电极呈现自组装纳米片形貌，有利于电解液的渗透和缓解电极循环时的体积膨胀。此外，硒物种与电极之间的强相互作用有利于限制活性材料的损失。

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图2. 在钾离子电池性能

受益于改善的反应动力学、减少的体积膨胀以及减轻的副反应，原位制备的Cu₂Se电极在钾离子电池（在2 A g^-1下进行300次循环后为462 mA h g^-1）和钠离子电池（在2 A g^-1下进行4000次循环后为775 mAh g^-1）中都实现了高性能。这种简便的制造策略为高性能电极的设计和制备开辟了新的方向。

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图3. 钠离子电池性能

In Situ Fabrication of Cuprous Selenide Electrode via Selenization of Copper Current Collector for High-Efficiency Potassium-Ion and Sodium-Ion Storage. Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202104630

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