南開大學魏進平&周震Small：Sb2Se3/CNFs的制備及其在鈉離子電池中的應用

DOI: 10.1002/smll.202006016

鈉離子電池（SIBs）是一種很有前途的大型儲能系統，具有成本低、資源豐富等優勢。在此，研究者通過靜電紡絲和硒化處理制備了嵌入均勻Sb2Se3納米晶體的碳納米纖維（Sb2Se3/CNFs）。當將其用作SIBs負極時，所制備的Sb2Se3/CNFs顯示出良好的循環性能、高可逆容量和出色的倍率性能。原位X射線衍射表明，上述優異的性能可歸因于Na+嵌入、轉化反應以及與Sb2Se3合金化的結合。同時，這種獨特的納米結構具有較大的接觸面并為體積膨脹提供了足夠的空間，從而帶來了高可逆性和長循環耐久性。綜上所述，本研究所制備的Sb2Se3/CNFs有望用作SIBs負極材料，尤其是在高電流密度下。

圖1.Sb2Se3/CNFs的制備過程示意圖。

圖2.a）Sb2Se3/CNFs和Sb2Se3的XRD圖譜和b）TGA曲線；c）TGA后殘留物的XRD圖譜；d）Sb2Se3/CNFs的高分辨率全XPS，e）Sb 3d和f）Se 5d XPS。

圖3.a）原始SbCl3/PAN纖維和b，c）Sb2Se3/CNFs的SEM圖像；d）在Sb2Se3/CNFs的選定區域中e）Sb，f）Se和g）N的EDX映射；h）Sb2Se3/CNFs的TEM圖像，i）HRTEM圖像和j）SAED圖譜。

圖4.a）在最初的五個循環中，以0.1 mV s-1的掃描速率在0.01和3.0V的電壓窗口中獲取的Sb2Se3/CNFs的循環伏安（CV）曲線。b）當電流密度為100 mA g-1時Sb2Se3/CNFs的恒電流充電/放電曲線。c）評估不同電流密度下的性能。當電流密度下為d）0.1 A g-1和e）1.0 A g-1時的循環性能。

圖5.a）NVP@Sb2Se3/CNF全電池在1.0 A g-1的電流密度下的循環性能。b）NVP@Sb2Se3/CNF全電池在1 A g-1的電流密度下的恒電流充電/放電曲線。c）評估不同電流密度下的性能。

圖6.a）在初始循環中針對電壓的原位XRD圖譜，其中描述了六階段反應機理；b）等高線圖，其中包含了反應機理的示意圖。