福建師范大學曾令興&李紅周Dalton Trans.：液相法合成Se-HPCF復合材料及其在鋰硒電池

DOI: 10.1039/D0DT03035J

為了尋求一種一維（1D）多孔碳骨架以抑制先進鋰-硒電池中的硒，通過液相法和隨后的煅燒處理合成了硒-分層多孔碳纖維復合材料（Se-HPCF）。以木質素磺酸鈉（LN）作為綠色成孔劑，通過靜電紡絲制備了具有獨特結構的HPCF，其顯示出大表面積和高孔容等特點。作為Li-Se電池的正極材料，Se-HPCF復合材料具有出色的電化學性能。50次循環后，以0.2C的速率保持了533 mAh g-1的可逆容量。此外，Se-HPCF復合材料可提供較高的倍率性能，在5C下具有351 mAh g-1的高比容量。Se-HPCF的一維結構特性增強了其容量保持率和倍率性能，液相熔融擴散法可用于其它相關材料的制備。

圖1.HPCF的SEM和（b）明場（BF）TEM圖像。

圖2.（a）HPCF和Se-HPCF復合電極的N2吸附-解吸等溫線，以及相應的（b）BJH和（c）HK孔徑分布（插圖：Se-HPCF復合材料的相應HK孔徑分布）。

圖3.（a）Se-HPCF、SeO2和HPCF的XRD圖譜。這些圖案的背景發生了變化，以便進行更好的比較。（b）Se-HPCF的拉曼光譜。（c）Se 3d XPS光譜。（d）Se-HPCF和HPCF在氮氣流下，以10℃/min的升溫速率從室溫至700℃獲得的TGA曲線。

圖4.（a，c）HPCF和（b，d）Se-HPCF復合材料的（a，b）SEM和（c，d）TEM圖像。（e）Se-HPCF復合物的明場（BF）TEM圖像以及相應的C、Se和N元素圖。

圖5.在0.2C的特定電流速率下，Se-HPCF復合材料、SeO2+HPCF和SeO2電極的循環穩定性。

圖6.在0.2 mV s-1的掃描速率下，（a）Se-HPCF復合電極、（b）SeO2+HPCF和（c）SeO2的循環伏安圖。

圖7.（a）Se-HPCF復合電極、（b）SeO2+HPCF和（c）SeO2在0.2C、1.0-3.0V之間的充電和放電曲線。

圖8.Se-HPCF復合電極、SeO2+HPCF和SeO2在5C、1.0-3.0V之間的循環穩定性。

圖9.在0.2至5C之間的不同電流速率下，Se-HPCF復合電極、SeO2+HPCF和SeO2的倍率性能。