含高度分散FeSe2纳米粒子多孔碳纳米纤维用作钠、钾离子电池阳极
J.AlloysCompd.：含高度分散FeSe2纳米粒子的多孔碳纳米纤维用作钠和钾离子电池阳极
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.155265
钠和钾离子电池（SIBs和PIBs）由于钠和钾金属的丰富性和低廉的价格而在大规模应用中受到了广泛关注 。 但是 ， 较大的Na+和K+会导致缓慢的动力学、较大的体积变化和不理想的循环性能 。 在本文中 ， 通过新型硒化策略制备了含高度分散FeSe2纳米粒子的中孔碳纳米纤维（FeSe2@C） ， 并首次将其用作SIBs和PIBs的阳极材料 。 介孔FeSe2@C纳米复合材料具有独特的结构特征 ， 如大表面积、高度分散的FeSe2纳米颗粒和一维介孔碳纳米纤维基质 ， 可以有效提高电导率 ， 促进电子/离子传输并减小体积变化 ， 从而实现快速Na/K储存动力学、出色的结构完整性和优异的Na/K储存性能 。 对于SIBs ， 在100个循环期间FeSe2@C显示0.2Ag-1下的充电容量高达483mAhg-1 ， 在1.0Ag-1下200个循环后仍能保持359mAhg-1的容量 。 当用作PIBs阳极时 ， FeSe2@C在0.1Ag-1时显示出352mAhg-1的高充电容量 。 此外 ， 电化学动力学分析证实 ， 出色的赝电容行为解释了在高电流密度下优异的钠/钾存储性能 。
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图1.（a）显示FeSe2@C纳米纤维的合成示意图 。
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图2.FeSe2@C纳米纤维的（a）XRD图、（b ， c）SEM图、（d）元素映射图、（e ， f）TEM图和（g）SAED图 。 （e）的插图是FeSe2的直径分布 。 （d）的插图是FeSe2的HRTEM图像 。
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图3.（a）FeSe2@C纳米纤维的TGA曲线 。 （b）FeSe2@C和纯FeSe2的拉曼光谱 。 （c）FeSe2@C纳米纤维的N2吸附/解吸等温线和（d）孔径分布曲线 。 FeSe2@C纳米纤维中（e）Fe2p和（f）Se3d的XPS光谱 。
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【含高度分散FeSe2纳米粒子多孔碳纳米纤维用作钠、钾离子电池阳极】图4.FeSe2@C电极的电化学钠存储性能：（a）FeSe2@C在0.2mVs-1下的CV曲线；（b）FeSe2@C的前三个放电/充电曲线；（c）FeSe2@C和纯FeSe2在0.2Ag-1下的循环寿命；（d）FeSe2@C的速率性能；（e）FeSe2@C在1Ag-1下的长期循环稳定性和库仑效率 。
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图5.（a）FeSe2@C在0.2至1mVs-1的不同扫描速率下的CV曲线；（b）根据CV曲线计算的log（i）与log（υ）的关系图；（c）在0.2mVs-1下的赝电容贡献（阴影区域）；（d）在不同扫描速率下的赝电容贡献率 。
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图6.（a）3和60个循环后 ， FeSe2@C的奈奎斯特阻抗曲线；（b）低频区域内FeSe2@C的Z′与ω-1/2的线性拟合；FeSe2@C电极的（c和d）SEM和TEM图像 。
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图7.PIBs的电化学性能：（a）FeSe2@C在0.2mVs-1下的CV曲线；（b）FeSe2@C的前三个放电/充电曲线；（c）FeSe2@C在0.1Ag-1下的循环寿命和库仑效率；（d）FeSe2@C的速率性能 。
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图8.（a）FeSe2@C在0.2至1mVs-1的不同扫描速率下的CV曲线；（b）根据CV曲线计算的log（i）与log（υ）的关系图；（c）在0.2mVs-1下的赝电容贡献（阴影区域）；（d）在不同扫描速率下的伪电容贡献率 。
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文章来源：易丝帮
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